End of Arecibo: Era of Giant Telescopes Coming to a Close

Det är slutet på en era för ett av astronomins mest kända teleskop. Efter en rad olyckor vid Arecibo-observatoriet i Puerto Rico avvecklas dess gigantiska teleskop, en gång världens största radioteleskop.

Dess stängning markerar inte bara slutet på historien för detta landmärke, utan kanske början på slutet för gigantiska teleskop som spetsen för astronomiska instrument.

Slutet på raden för Arecibo

Arecibos problem började i augusti i år, när en hjälpkabel sträckte sig över den 1 000 fot långa reflektorplattan knäppte och föll, sliter en 100 fot lång fläck i dess yta. Anläggningen var redan i en prekär position efter skador från orkanen Maria 2017, och den snäppkabeln tvingade till att stoppa verksamheten.

Lyckligtvis skadades ingen i olyckan. Men National Science Foundation (NSF), som övervakar observatoriet, sa att strukturen var "in risk för ett katastrofalt misslyckande." Ändå förblev ingenjörer hoppfulla om att kablarna och skålen kunde vara det repareras.

Men i början av november drabbades observatoriet av en annan allvarlig incident när en huvudkabel misslyckades, troligtvis på grund av den extra belastning den bar utan hjälpkabeln som stödde den. Inom månaden meddelade NSF att de inte kunde reparera skadan på ett säkert sätt och att de skulle avveckla teleskopet.

Ett vetenskapligt och kulturellt arv

Teleskopet byggdes mellan 1960 och 1963 och var känt inte bara för sina vetenskapliga prestationer utan också som en av de mest kända symbolerna för astronomi för allmänheten. Det visades ofta på skärmen, visas i filmer som Kontakt och tv-program som X-filerna samt platsen för den ikoniska sista kampscenen i James Bond-filmen Gyllene öga.

Skålens enorma storlek gjorde den känsligare än andra radioteleskop på sin tid, vilket gjorde det möjligt för den att upptäcka mycket svaga radiosignaler och tillåta forskare att titta djupare in i kosmos än någonsin innan.

Dess tidiga projekt i SETI (sökandet efter utomjordisk intelligens), såsom sändningen av Arecibo meddelande 1974, hjälpte till att väcka allmänhetens intresse för detta tidigare oklara område. Och teleskopet var avgörande i sökandet efter de första exoplaneterna, eftersom det användes för att lokalisera en pulsar kring vilka de tre tidigaste planeterna utanför vårt solsystem upptäcktes.

Som både ett praktiskt verktyg för upptäckt och en symbol för inspiration, forskare beskrivs avvecklingen av teleskopet som en "oskattbar förlust".

Uppkomsten av radioteleskoparrayen

Stängningen av Arecibo-teleskopet markerar slutet på en era inom astronomi, sa astronomen och planetforskaren Franck Marchis till Digital Trends. Marchis, som studerar asteroider och har arbetat med att avbilda exoplaneter, är senior astronom vid SETI Institute och Chief Scientific Officer vid digitalteleskopföretaget Unistellar.

Framtiden för radioastronomi ligger inte i jätteteleskop, sa Marchis. Nu kan matriser eller nätverk av flera mindre skålar utföra samma funktion som ett gigantiskt teleskop på ett mer effektivt sätt. Detta möjliggörs av förbättrade kommunikationshastigheter, vilket innebär att data kan delas mellan tiotals eller hundratals individuella antenner tillräckligt snabbt för att de kan fungera som ett enda enhetligt teleskop.

I framtiden kommer radioastronomi att utföras med hjälp av faciliteter som Square Kilometer Array (SKA), ett mellanstatligt radioteleskopnätverk som planeras att byggas i Australien och Sydafrika.

"Astronomien går från gigantiska anläggningar som Arecibo till distribuerade små anläggningar som SKA," sa Marchis. Dessa anläggningar är mindre kraftfulla än Arecibo, men de kan övervaka ett bredare synfält, samla in data om miljoner stjärnor i motsats till Arecibos smala synfält som kunde övervaka en handfull stjärnor vid en tid.

Det större synfältet är inte den enda fördelen med arrayer jämfört med enstaka teleskop. "De är också lättare att bygga," sa Marchis. "Det är mycket lättare att bygga 200 små antenner än att bygga ett gigantiskt teleskop. Och de kan också enkelt uppgraderas.” Det beror på att det är lättare att byta ut delar. Detektorerna som används i en array kan vara tillräckligt små för att hålla i handen, till exempel, medan detektorerna som används i ett gigantiskt teleskop som Arecibo är lika stora som ett hus.

En annan fråga är hur teleskop tas ur bruk i slutet av deras liv. Små anläggningar kan enkelt demonteras när de inte längre behövs, men en stor anläggning som Arecibo kommer att kosta enormt mycket att säkert plocka isär.

"Det är tråkigt att Arecibo tar slut, för det är ett legendariskt teleskop, det är ett av de ikoniska teleskopen inom astronomi," sa Marchis. "Men det är också dags. Tiden har förändrats och tekniken har förändrats. Vi är nu mer kapabla att göra radioastronomi med distribuerade små teleskop.”

En ny era av astronomi

Denna rörelse från stora teleskop mot arrayer ses tydligast inom radioastronomi. Men det börjar också ses inom optisk astronomi. Även om det fortfarande byggs stora optiska teleskop, som European Southern Observatorys Extremely Large Telescope i Chile, finns det också en boom av distribuerade optiska teleskopnätverk som NASA: s asteroiddetekterande ATLAS-system eller Marchis Unistellar medborgarvetenskapsteleskop nätverk.

Det finns en särskild styrka i att bjuda in medborgarforskare att delta i astronomiprojekt genom mer överkomliga och kraftfulla hemteleskop. En begränsning av projekt inom områden som asteroiddetektering är att nuvarande professionella nätverk har blinda fläckar, till exempel, eftersom majoriteten av astronomiska undersökningar är baserad på norra halvklotet. När medborgarforskare kan göra observationer från hela världen kan det totala nätverket få en mer komplett bild av himlen, även om det är dåligt väder på en plats.

Mångfalden av platser för mindre teleskop kan vara också fördelaktigt i SETI-projekt. Arrayer som Allen Telescope Array har traditionellt sökt efter radiosignaler i hopp om att identifiera teknosignaturer för intelligenta civilisationer. Men här på jorden går vi bort från användningen av radiovågor för kommunikation och mot användningen av optiskt baserad kommunikation, så vi kan anta att tekniskt avancerade främmande civilisationer skulle göra det för.

Den moderna inställningen till SETI innebär att söka efter lasersignaler, vilket skulle vara en stark indikator på intelligent liv. Ett distribuerat nätverk av optiska teleskop kan följa upp potentiella upptäckter till identifiera distinkta signaler som kan indikera liv.

Upp i himlen

Hur bra radioteleskop än blir, måste de fortfarande bryta igenom bakgrundsljudet från störningar från mobiltelefoner och andra kommunikationsenheter här på marken. För att komma till nästa nivå av känslighet och för att se längre ut i rymden behöver vi titta uppåt mot himlen.

För radioastronomi, ”om du vill få bättre känslighet, istället för att bygga ett enda stort fat på Jorden, det skulle vara bättre, om du har oändlig finansiering, att bygga flera maträtter i rymden,” Marchis sa. "Jag tror att det är den riktning som radion kommer att ta." Vi kommer sannolikt inte att se fler gigantiska rätter byggd på jorden - istället kommer vi att se flera rätter antingen på marken eller i rymden, eller till och med på måne.

När det gäller optisk astronomi ser Marchis trenden på väg mot mindre teleskop också. "De är billigare, de är lättare att manipulera, de är också lättare att avveckla", sa han. Projekt som Extremely Large Telescope kan vara den sista markören för denna era av jätteteleskop. "Efter det tror jag inte att vi kommer att bygga något större."

Redaktörens rekommendationer

• Se vad Hubble-rymdteleskopet tog på din födelsedag
• NASA avbryter arbetet med rymdteleskopet James Webb
• NASA: s James Webb-teleskop står inför en ny utmaning: Tid
• Firar Spitzer: NASA: s infraröda teleskop går i pension efter ett 16-årigt uppdrag
• Se den gigantiska galaxen uppkallad efter banbrytande forskare om mörk materia Vera Rubin