Чем славен радиотелескоп Аресибо

N+1Наука

Великое ухо

Александр Войтюк

История обсерватории началась в 1958 году, когда физик и астроном Уильям Эдвин Гордон (William Edwin Gordon) из Корнеллского университета — потом его будут звать «отцом Аресибо» — показал возможность исследования ионосферы Земли при помощи метода, основанного на некогерентном (томпсоновском) рассеянии радиоволн на свободных электронах. Метод позволял определять плотность и температуру плазмы и другие свойства ионосферы до очень больших высот. На тот момент верхние слои атмосферы Земли сильно интересовали ученых как с точки зрения развития радиосвязи, так и для разработки средств защиты от баллистических ракет.

К концу года проект был разработан, подписан контракт на создание параболической неподвижной антенны диаметром 305 метров. Ее решили разместить в карстовой воронке неподалеку от города Аресибо в Пуэрто-Рико. В фокусе антенны должна была стоять 133-метровая центральная башня для установки оборудования.

В ходе дальнейших обсуждений проект претерпел изменения: параболический отражатель стал сферическим, а вместо центральной башни было решено подвесить над отражателем при помощи металлических тросов тороидальную конструкцию из ферм, а сами тросы закрепить на бетонных опорах. К тору снизу крепилась азимутальная ферма в виде арки. Это позволило расширить возможности обсерватории — она стала пригодна не только для исследования ионосферы, но и проведения радиоастрономических наблюдений.

Стройка заняла три года, 1 ноября 1963 года обсерваторию официально открыли. Тогда телескоп выглядел не так, как сейчас: поверхность главного отражателя представляла собой сетку из оцинкованной стальной проволоки. Это не позволяло обсерватории работать на частотах выше 600 мегагерц. Знакомый нам вид Аресибо приобрел через десять лет, когда сетку заменили на 38 788 алюминиевых панелей — это увеличило максимальную рабочую частоту до трех гигагерц. Тогда же телескоп получил мощный передатчик для проведения радиолокационных исследований.

Вторая модернизация телескопа, начатая в 1992 году и длившаяся пять лет, дала обсерватории новую систему отражателей григорианского типа, еще более мощный передатчик и заземляющий экран из стальной проволоки по периметру антенны. В итоге астрономы получили уникальный инструмент, который сочетал в себе самую мощную радарную систему в мире и радиотелескоп, бывший до 2016 года самым крупным в мире радиотелескопом с заполненной апертурой.

За 57 лет своей жизни Аресибо стал мировой знаменитостью. Его данные анализировала героиня фильма «Контакт», на его отражателе победил в своего противника Джеймс Бонд из «Золотого глаза». В Аресибо следы маленьких зеленых человечков искал Фокс Малдер из сериала «Секретные материалы», а младшие современники обсерватории знакомы с ней по игре Battlefield 4 (на одной из мультиплеерных карт которого воспроизведен Аресибо, хотя само действие якобы происходит в Китае) или Civilization, где та считается одним из «чудес света».

Однако главная ценность телескопа заключается в огромном количестве научных открытий, сделанных на основе полученных им данных.

Планеты, кометы, астероиды

Благодаря тому, что Аресибо мог как принимать, так и передавать радиосигналы, астрономы получили возможность проводить радиолокационные исследования планет и малых тел Солнечной системы вплоть до орбиты Сатурна. С помощью телескопа были построены карты поверхности Венеры, найден лед на дне ударных кратеров на полюсах Меркурия, не обнаружены залежи льда в районе южного полюса Луны, уточнен период вращения Меркурия вокруг своей оси. Помимо этого, Аресибо проводил радиолокационные наблюдения за поверхностью Марса, крупными спутниками Юпитера и кольцами Сатурна.

Но главное, чем запомнилась обсерватория в роли планетарного радара, стало исследование сближающихся с Землей астероидов и комет.

Только за 2020 год при помощи Аресибо и других наземных радиотелескопов удалось пронаблюдать 57 астероидов — 15 из них считаются потенциально опасными для нашей планеты. Данные наблюдений позволили не только определить размеры тел и характеристики их поверхностей, но и расширить наши представления о «зоопарке» малых тел Солнечной системы: некоторые объекты были двойными системами или обладали спутниками, другие были вытянутыми или демонстрировали причудливые формы. В начале 2000-х годов наблюдения за астероидом 2005 PH5 впервые продемонстрировали на практике YORP-эффект, заключающийся в увеличении скорости вращения астероида ассиметричной формы за счет неравномерного теплового излучения с его поверхности.

Слушая Вселенную

В ноябре 1968 году наблюдения, проведенные на Аресибо, смогли показать, что источником радиоимпульсов, исходивших из области вблизи Крабовидной туманности, является пульсар, расположенный в центре остатка сверхновой, а также помогли определить период вращения этой нейтронной звезды — 33 миллисекунды.

В 1974 году астрономы Рассел Халс (Russell Hulse) и Джозеф Тейлор (Joseph Taylor), опираясь на данные Аресибо, открыли двойной пульсар PSR B1913+16, у которого было обнаружено сокращение орбитального периода, предсказанное Общей теории относительности Эйнштейна. За это открытие ученые получили в 1993 году Нобелевскую премию по физике.

Через 8 лет телескоп нашел первый в истории миллисекундный пульсар PSR B1937+21, а в 2017 году помог открыть два необычных пульсара, которые временно прекращали генерировать радиоизлучение. В 2018 году астрономы смогли перевести в звук данные радионаблюдений Аресибо за пульсаром PSR B1957+20 (также известным, как «Черная вдова»), который разрушает коричневого карлика, вместе с которым вращается вокруг общего центра масс.

Помимо пульсаров, телескоп исследовал и другие объекты глубокого космоса, в частности открыл первый гидроксильный мегамазер в галактике со вспышкой звездообразования Arp 220, регистрировал радиоизлучение от коричневых карликов, исследовал межзвездную среду Млечного Пути и природу крупномасштабной структуры Вселенной. Кроме того, Аресибо участвовал в проекте «Радиоастрон» и помог обнаружить аномальную яркость далекого квазара 3C 273, которая в несколько десятков раз превышает теоретически допустимую.

Еще один крайне важный для науки результат, достигнутый благодаря Аресибо, связан с загадкой быстрых радиовсплесков. В 2012 году телескоп обнаружил радиовсплеск FRB 21102 в созвездии Возничего, что подтвердило внегалактическое происхождение подобных явлений. Дальнейшие наблюдения за источником сделали FRB 121102 первым известным источником повторяющихся быстрых радиовсплесков.

И говоря с ней

Большую роль в известности телескопа сыграло его участие в поисках внеземной жизни. Как это порой бывает в науке, началось все со случайностей. В январе 1990 года на Аресибо начались ремонтные работы, связанные с инцидентом на радиотелескопе Грин-Бэнк в штате Западная Виргиния. Благодаря этому польскому астроному Александру Вольщану (Aleksander Wolszczan) удалось получить большой запас наблюдательного времени на поиски миллисекундных пульсаров. 9 февраля 1990 года он обнаружил пульсар PSR B1257+12, а затем, проанализировав данные, заметил изменение частоты прихода радиоимпульсов от нейтронной звезды.

В 1992 году Вольщан и его коллега из Канады Дейл Фрейл (Dale Frail) опубликовали статью, в которой объяснили странное поведение пульсара наличием на его орбите двух экзопланет в несколько раз массивнее Земли. Чуть позже астрономы нашли в этой системе третью планету. Сам пульсар получил прозвище «Лич», а планеты обзавелись именами «Драугр», «Полтергейст» и «Фобетор». Они стали первыми в истории человечества экзопланетами — прежде о том, что вокруг других звезд могут обращаться планеты, мы лишь предполагали. После открытия Вольщана множественность миров планетарного масштаба во Вселенной стала экспериментально подтвержденной истиной.

16 ноября 1974 года Аресибо на три минуты стал «голосом Земли» в прямом смысле слова, послав в направлении шарового звездного скопления М13 в созвездии Геркулеса радиосигнал. «Послание Аресибо» составил Фрэнк Дрейк (Frank Drake), которому помогали Карл Саган (Carl Sagan) и другие астрономы. Оно состояло из 1679 двоичных знаков и содержало информацию о человеке, числах от 1 до 10, атомных числах основных химических элементов, Солнечной системе, структуре ДНК и самом телескопе. Сигнал летит к скоплению уже 46 лет, и доберется до цели где-то через 25 тысяч лет.

После отправки сигнала Аресибо начал заниматься поисками сигналов от внеземной жизни по широко известной программе SETI (Search for Extra-Terrestrial Intelligence), поставляя данные для обработки в рамках проекта распределенных вычислений SETI@home. Помимо этого, данные телескопа используются в проектах Astropulse и Einstein@Home для поисков пульсаров и первичных черных дыр.

Несмотря на грусть и разочарование, многие астрономы отмечают, что снос телескопа не означает, что научных открытий он больше не совершит — необработанных данных наблюдений по-прежнему немало. Объявление о закрытии обсерватории опечалило не только ученых: в твиттере появился хэштег #WhatAreciboMeansToMe, где самые разные люди, работавшие на телескопе или посещавшие его, описывают свои впечатления от него.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Камбоджийские рыбаки поймали шесть вымирающих гигантских сомов меньше чем за неделю Камбоджийские рыбаки поймали шесть вымирающих гигантских сомов меньше чем за неделю

Рыбаки из Камбоджи менее чем за неделю поймали шесть гигантских шильбовых сомов

N+1
Грубые ошибки с длиной верхней одежды: исправь их, чтобы не выглядеть безвкусно Грубые ошибки с длиной верхней одежды: исправь их, чтобы не выглядеть безвкусно

Рассказываем обо всех нюансах, связанных с длиной верхней одежды

Cosmopolitan
Нашу ближайшую соседку галактику Малое Магелланово Облако рвет на части Нашу ближайшую соседку галактику Малое Магелланово Облако рвет на части

Притяжение Большого Магелланова Облака может разрывать Малое Облако на части

ТехИнсайдер
Правила женственного образа: как не переборщить и выглядеть стильно Правила женственного образа: как не переборщить и выглядеть стильно

Анастасия Алексеенко рассматривает образы Джессики Симпсон и Розалин Санчес

Cosmopolitan
Пуговицы Наполеона Пуговицы Наполеона

Семнадцать молекул, которые изменили мир

kiozk originals
Искала одного, выбрала другого: чему меня научили свидания Искала одного, выбрала другого: чему меня научили свидания

Читательница поделилась опытом первых свиданий с людьми, встреченными онлайн

Psychologies
Кто инициировал путь «из варяг в греки»? Кто инициировал путь «из варяг в греки»?

Путь «из варяг в греки» стал главным для формирования древнерусского государства

Культура.РФ
Платье-миди: главные опасности модели и с чем ее носить, чтобы выглядеть стильно Платье-миди: главные опасности модели и с чем ее носить, чтобы выглядеть стильно

Собираем стильные образы с платьем-миди в главной роли

Cosmopolitan
Сделать бизнес на одном товаре и продавать его 60 лет: история универсальной смазки WD-40 Сделать бизнес на одном товаре и продавать его 60 лет: история универсальной смазки WD-40

WD-40 создавали смазку для космических ракет, а её формула хранится в секрете

VC.RU
Вот так встреча Вот так встреча

Долгие новогодние каникулы дают шанс поупражняться в искусстве принимать гостей

AD
Оглянись с любовью. К 60-летию Олега Меньшикова Оглянись с любовью. К 60-летию Олега Меньшикова

Блистательная и драматичная судьба Олега Меньшикова

СНОБ
В России запустился новый хедхантинговый сервис В России запустился новый хедхантинговый сервис

О трудностях поиска работы для высокооплачиваемых сотрудников

СНОБ
Гомеопатия: эффект сверхмалого фуфла Гомеопатия: эффект сверхмалого фуфла

Гомеопатия — такая же система лечения, как шаманство или молитва

Maxim
4 парадоксальных способа выйти из тупиковой ситуации 4 парадоксальных способа выйти из тупиковой ситуации

Ловушка, как и решение, чаще всего находятся в нашей голове

Psychologies
Алкогений: Петр Мамонов Алкогений: Петр Мамонов

Хмурым утром у ларька с пивом очередь расступалась, завидя Мамонова в пиджаке

Maxim
Как открыть свой бизнес: 9 главных шагов для желающих начать свое дело Как открыть свой бизнес: 9 главных шагов для желающих начать свое дело

Подробный гайд для начинающих предпринимателей

Playboy
Медузомицет или комбуча? Медузомицет или комбуча?

Чайный гриб вновь стал популярным. Полезен ли он и чем отличается от комбучи?

Наука и жизнь
Маркетинг 3.0 Маркетинг 3.0

От продуктов к потребителям и далее – к человеческой душе

kiozk originals
Глобальное изменение климата обнажило историю культурного освоения норвежского ледника Глобальное изменение климата обнажило историю культурного освоения норвежского ледника

Оказалось, люди охотились на оленей в высокогорье больше 1000 лет назад

N+1
Сотрудничество с дизайнерами и трибьют в «Сексе в большом городе» — что связывает Марину Абрамович и моду Сотрудничество с дизайнерами и трибьют в «Сексе в большом городе» — что связывает Марину Абрамович и моду

Марину Абрамович называют «бабушкой перформанса» не просто так

Esquire
Няня для ребенка: как найти хорошую помощницу? Няня для ребенка: как найти хорошую помощницу?

Советы для тех, кто планирует нанимать няню для помощи с ребенком

9 месяцев
Как одна исповедь изничтожила акциониста Павленского. И почему для гражданского общества это пшик Как одна исповедь изничтожила акциониста Павленского. И почему для гражданского общества это пшик

Бывшая жена Павленского выпустила книгу о своих отношениях с художником

СНОБ
Правила жизни Итана Хоука Правила жизни Итана Хоука

Правила жизни актера Итана Хоука

Esquire
Жесткая конкуренция Жесткая конкуренция

История медиавойны между Playboy и его амбициозным подражателем

Playboy
Код диабета Код диабета

Как диабет 2-го типа стал самой «внезапной» болезнью века

kiozk originals
Как маски превратились в самый модный аксессуар Как маски превратились в самый модный аксессуар

Как необходимые средства индивидуальной защиты стали брендовыми аксессуарами

GQ
Это все гены: правда ли, что плохие зубы — наследственность? Это все гены: правда ли, что плохие зубы — наследственность?

Может ли плохая наследственность стать причиной дентальных проблем?

Psychologies
«Один или два середнячка в команде расхолаживают всех»: миллиардер и CEO Netflix Рид Хастингс о том, как создать сверхэффективную команду «Один или два середнячка в команде расхолаживают всех»: миллиардер и CEO Netflix Рид Хастингс о том, как создать сверхэффективную команду

Отрывок из книги про Netflix о том, как собрать коллектив мечты

Forbes

Накануне своего 80-летия сэр Патрик Стюарт рассказывает о своей жизни и карьере

Playboy
Рыцарский орден госпитальеров свел леса вокруг польской деревни в позднем Средневековье Рыцарский орден госпитальеров свел леса вокруг польской деревни в позднем Средневековье

На это понадобилось всего пару сотен лет

N+1
Открыть в приложении