10 Ноября 2018
МОСКВА, 10 ноября — Радиотелескоп Аресибо, в который влезет пирамида Хеопса, более полувека оставался самым большим в мире. Два года назад китайцы обошли американцев, запустив в действие FAST. Заместитель принципала обсерватории профессор Бо Пен рассказывает, зачем КНР потратила почти 200 миллионов долларов на эту стройку тысячелетия.
Гонки на тарелках
В 2005 году, когда мы готовили FAST, мы мечтали об открытии новых источников, расположенных далеко за пределами нашей галактики и ее сопутешествователей. Недавно их уже пришли при помощи других телескопов, работающих, правда, в рентгеновском диапазоне. Это не отменило, но несколько изменило нашу задачу: теперь мы пытаемся открыть первый внегалактический радиопульсар, объясняет педагог.
Сегодня на орбите Земли и ее поверхности десятки различных обсерваторий наблюдают за радиоволновой, инфракрасной, рентгеновской, ультрафиолетовой, микроволновой и даже гравитационной Вселенной. Правительства и частные организации, такие как проект Breakthrough Listen Юрия Мильнера, готовы выдавать десятки и сотни миллионов долларов на эти исследования.
Всего век назад астрономы изучали далекие звезды и галактики, пользуясь лишь собственным зрением и относительно простыми оптическими телескопами, совершенно не похожими на гигантские обсерватории современности.
Только в 1932 году ученые, благодаря счастливой случайности, оценили, что есть и другие способы наблюдения за Вселенной. Карл Янский, один из инженеров американской фирмы Bell Telephone, пытался понять, почему в системе телефонной радиосвязи, разработанной этой корпорацией, зарождались загадочные помехи, не связанные с грозами или радиостанциями.
Он обнаружил, что эти помехи возникали с периодичностью ровно раз в астрономические один дни, и сделал вывод, что их источником были не объекты на поверхности Земли, а светящаяся лента нашей Галактики. Эти сигналы, как выяснили первые радиоастрономы примерно через треть века после опытов Янского, порождены сверхмассивной черной пробоиной в ее центре.
Первые радиотелескопы завелись в конце 1930 годов. Они открыли возможность изучения совершенно новой, чужой Вселенной, многие объекты которой не видны в других диапазонах электромагнитных рябей и ранее не были известны ученым.
В последующие года радиотелескопы стали главным инструментом для исследования самых далеких, морозных и невидимых уголков мироздания, постепенно увеличиваясь в размерах и приобретая все более причудливые и необычные формы.
К примеру, помимо классических тарелок, таких как FAST или Аресибо, есть радиотелескопы кольцеобразной формы, такие как РАТАН-600, а также своеобразные виртуальные телескопы, например, американские VLA и ATA, объединяющие ресурсы десятков или даже сотен отдельных приемников в одну гигантскую виртуальную обсерваторию.
Различия в устройстве и предназначении всех этих обсерваторий не позволяют выделить среди них однозначного вождя. Самым большим одиночным телескопом до недавнего времени считалась 305-метровая радиотарелка Аресибо, построенная в карстовой пещере на острове Пуэрто-Рико в 1963 году.
Но два года назад в провинции Гуйчжоу окончилась очередная социалистическая стройка века пятисотметрового радиотелескопа FAST с площадью тарелки примерно в два раза больше, чем у Аресибо.
Китай делает сам
Эта обсерватория, как отметил Пен, должна попадалась выглядеть совсем иначе. Ее главный идеолог, известный странный радиоастроном Нань Женьдун (Nan Rendong), предложил отгрохать в КНР крупнейший составной телескоп мира KARST, состоящий из трех десятков относительно небольших посуд диаметром 200 метров. Он должен был стать одной из половинок интернациональной обсерватории SKA, в который планировалось включить эргономичное число больших и относительно ощутительный набор небольших радиотарелок.
Международные партнеры не поддержали эту идею и решили реализовать более простой вариант SKA на территории ЮАР и Австралии. Его телескопы сейчас постепенно собираются на двух площадках в двух государствах южного полушария.
Неудача не заставила Китай отказаться от обсерватории Женьдун и его единомышленники просто радикально пересмотрели свои планы, одновременно уменьшив их масштаб и сделав стройку тысячелетия еще более монументальной, не прекращая при этом сотрудничества со SKA. Вместо россыпи мелких телескопов в Китае успешно отгрохали первую 500-метровую радиотарелку, служившую прототипом большого KARST.
Можем ли мы создать еще более габаритный телескоп? Тут можно подчеркнуть сразу и да, и нет. С одной стороны, успех FAST говорит о том, что ничто этому не мешает. С другой, увеличение размеров бесполезно без увеличения чувствительности инструментов. Без этого проще и рациональнее отгрохать что-то вроде SKA вместо нового KARST, озвучивает Пен.
Амбиции FAST, по словам профессора, заключались не только в гигантских размерах и сложностях, связанных с сооружением столь большой рукотворной структуры, но и в характере работы любого телескопа.
В отличие от Аресибо и ряда других крупных радиотелескопов, чья форма всегда остается постоянной, каждый сегмент тарелки FAST, состоящей из 4, 5 тысячи треугольных чешуек, можно поднять или опустить примерно на полметра. Это радикально увеличивает обзор телескопа и дает ему целый ряд новых научных функций, недоступных фактически для всех других радиообсерваторий.
Уникальная адаптивная плоскость нашей тарелки позволяет использовать ее для изучения того, где рождаются радиоволны, вырабатываемые источниками. Сразу несколько моих коллег сейчас пытаются понять, как выглядят эти всплески и какие физические процессы внутри нейтронных звезд отвечают за их формирование, добавляет Лей Цянь (Lei Qiang), один из членов научной команды FAST.
Помимо этого, FAST который способный исполнить мечту многих радиоастрономов и получить первые данные по структуре так называемой тени черной дыры особой области в ближайших окрестностях горизонта событий, где возникает его своеобразное зеркало. Тогда ученые смогут понять, как устроены черные пробоины и правильно ли их обрисовывает теория относительности.
Тень невидимки
Ничто не мешает нам провести подобные наблюдения, однако для этого понадобится большая удача. Для получения фотографии тени нужно, чтобы черная пробоина находилась относительно близко к Земле и при этом обитала в двойной звездной системе в компании пульсара. Пока у нас нет кандидатов на эту роль, уточняет астрофизик.
Помимо поисков тени черной дыры и изучения тайн рождения пульсаров, FAST уже сейчас занимается усвоением структуры межзвездной среды, в поведении которой российские астрономы несколько лет назад выявили аномалии. В планах китайских исследователей также наблюдения за гравитационными волнами.
В принципе, мы способны обнаружить и гравитационные ряби, однако это дело очень далекой перспективы, так как для этого требуются десятилетия непрерывных наблюдений за одними и теми же источниками. Соответственно, нам нужно прождать как минимум 10-20 лет для того, чтобы однозначно сказать, есть ли у нас такая промышленная возможность, отмечает Цянь.
Подобные долгосрочные наблюдения, как надеется ученый, помогут FAST проверить теорию относительности, а также найти источник одного из самых загадочных объектов радиовселенной так называемых FRB-вспышек (быстрых радиовсплесков), о существовании которых ученые узнали всего десять лет назад. Их иногда называют сигналами пришельцев из-за необъяснимой периодичности в их ультраструктуре и пока непонятной природы.
У нас уже есть все необходимое цифровое оборудование для наблюдений за FRB-всплесками и потенциальными сигналами инопланетных цивилизаций. Сейчас мы заняты поисками внегалактических источников и еще не ведем периодических наблюдений такого рода, говорит Цянь.
Как и Аресибо, FAST может стать одним из важных элементов еще не менее крупных инструментов наземно-космических интерферометров, объединяющих ресурсы нескольких наземных радиотарелок и космических обсерваторий в гигантские виртуальные радиоантенны.
Одним из самых успешных и крупнейших проект для автоматов такого рода почти десять лет назад стал российский комплекс РадиоАстрон, задействовавший десятки наземных телескопов и космический аппарат Спектр-Р.
По словам Цяня, сейчас специалисты FAST проверяют железо и софт, необходимый для работы телескопа в подобном режиме. В роднейшее время FAST присоединится к интерферометрам, построенным на базе странных телескопов, а в будущем, как надеется ученый, станет частью РадиоАстрона и других международных проектов.
В скором времени, добавил Пен, возможности FAST по участию в работе интерферометров значительно расширятся, когда коллиматор научится работать на частотах в 8-10 гигагерц. Это заметного расширит границы ее применения, позволит изучать Вселенную намного серьёзнее и расширит участие новой странной обсерватории в международных проектах.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....