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

На римском памятнике впервые нашли артефакт из ископаемого трилобита На римском памятнике впервые нашли артефакт из ископаемого трилобита

Как архаичные люди могли использовать окаменелости трилобитов?

N+1
Как типажи Кибби помогают выработать свой стиль – разбираемся на примере звезд Как типажи Кибби помогают выработать свой стиль – разбираемся на примере звезд

Разбираем типажи по системе Кибби на примерах самых известных актрис

Cosmopolitan
Ваши внутренние часы устанавливают время приема пищи, которое снижает риск ожирения и диабета Ваши внутренние часы устанавливают время приема пищи, которое снижает риск ожирения и диабета

Зачем синхронизировать количество потребляемых калорий с циркадным ритмом?

ТехИнсайдер
Гедимин и его потомки Гедимин и его потомки

Все правители Москвы со времён Василия I были потомками литовских князей

Дилетант
Иммунитет от хамства: как реагировать на грубость Иммунитет от хамства: как реагировать на грубость

Как защититься от хамства, не опускаясь до него?

Psychologies
Мало, мало, мало огня Мало, мало, мало огня

Год, когда непостижимость божественного замысла включилась на максимум

Tatler
Николь Кидман в полный рост: зачем смотреть сериал «Отыграть назад» Николь Кидман в полный рост: зачем смотреть сериал «Отыграть назад»

Сериал «Отыграть назад» затягивает так, что не оторваться

РБК
«Хвалят, а на душе гадко»: почему так бывает? «Хвалят, а на душе гадко»: почему так бывает?

Порой бывает сложно искренне радоваться, когда тебя хвалят

Psychologies
Канистра всех времен и народов — изобретение вермахта, благодаря которому союзники выиграли войну Канистра всех времен и народов — изобретение вермахта, благодаря которому союзники выиграли войну

На фронте мелочей не бывает

Maxim
Мультиоргазм у женщин: 13 советов, как помочь подруге получить максимальное удовольствие Мультиоргазм у женщин: 13 советов, как помочь подруге получить максимальное удовольствие

Как помочь своей девушке испытать множественный оргазм во время секса

Playboy
Лучший попутчик. Правила путешествия с собакой Лучший попутчик. Правила путешествия с собакой

Для собаки путешествие — это новый мир запахов, вкусов, встреч и просторов

4x4 Club
Во всем виноваты родители? Почему стало модно искать все проблемы в детстве Во всем виноваты родители? Почему стало модно искать все проблемы в детстве

Действительно мама и папа виноваты в наших бедах или пора наконец повзрослеть?

Cosmopolitan
Последние модели известных марок: как умирали ЗИЛ и Hudson Последние модели известных марок: как умирали ЗИЛ и Hudson

Какая машина последней сошла с конвейера «Хадсона», «Релианта», обычного ЗИЛа?

Популярная механика
7 привычек, которые делают тебя непривлекательным в глазах женщин 7 привычек, которые делают тебя непривлекательным в глазах женщин

Привычки, которых нужно избегать, чтобы быть привлекательным для женщин

Maxim
Идеальный цвет лица: 20 классных лайфхаков от визажистов Идеальный цвет лица: 20 классных лайфхаков от визажистов

Учимся создавать идеальный тон лица у ведущих визажистов

Cosmopolitan
5 возможных причин, почему ты стал бегать в туалет чаще (при том, что пьешь столько же) 5 возможных причин, почему ты стал бегать в туалет чаще (при том, что пьешь столько же)

Часто ходишь в туалет? Возможно, твой мочевой пузырь пытается что-то сказать

Playboy
Тягач и полицейская BMW. Какие автомобили любил Диего Марадона Тягач и полицейская BMW. Какие автомобили любил Диего Марадона

Porsche, огромный тягач и другие автомобили в жизни Диего Марадоны

РБК
«ИИ может злиться и скучать»: Давид Ян о доме с эмоциональным ИИ и сервисе Yva, предсказывающем увольнения сотрудников «ИИ может злиться и скучать»: Давид Ян о доме с эмоциональным ИИ и сервисе Yva, предсказывающем увольнения сотрудников

Давид Ян рассказывает о системе для анализа поведения сотрудников Yva

VC.RU
Что делать, если сегодня тебе совсем не хочется работать? 4 способа вернуть трудовой настрой Что делать, если сегодня тебе совсем не хочется работать? 4 способа вернуть трудовой настрой

Давай, у тебя получится справиться и вернуть себе желание работать!

Playboy
Золото, серебро, самоцветы: как почистить серьги Золото, серебро, самоцветы: как почистить серьги

Как безопасно почистить сережки в домашних условиях

Cosmopolitan
«Ум в движении: Как действие формирует мысль» «Ум в движении: Как действие формирует мысль»

Отрывок из книги когнитивного психолога Барбары Тверски «Ум в движении»

N+1
Мама может Мама может

Все самое важное и актуальное о материнском капитале

Лиза
История одного необычного мальчика История одного необычного мальчика

Даже если ребенку поставил диагноз психиатр, это не окончательный приговор

СНОБ
Смерть в летнюю ночь: памяти Оливии де Хэвилленд Смерть в летнюю ночь: памяти Оливии де Хэвилленд

Кто такая Оливия де Хэвилленд в народной памяти?

Школа Masters
Правила жизни Тильды Суинтон Правила жизни Тильды Суинтон

Правила жизни актрисы Тильды Суинтон

Esquire
Как победить лень: 15 эффективных способов встать, наконец, с дивана Как победить лень: 15 эффективных способов встать, наконец, с дивана

Как избавиться от лени и стать продуктивным человеком?

Playboy
Пять вопросов педиатру Пять вопросов педиатру

Врач-педиатр, кандидат медицинских наук отвечает на вопросы о детском здоровье

9 месяцев
Ради любви или пиара? Звезды, приходившие на «Давай поженимся!» – зачем им это Ради любви или пиара? Звезды, приходившие на «Давай поженимся!» – зачем им это

Кто из знаменитостей искал любовь на шоу «Давай поженимся!» и кто ее нашел?

Cosmopolitan
5 типов «кошатников» по версии экологов 5 типов «кошатников» по версии экологов

Считаете ли вы, что ваш «усатый-полосатый питомец» — животное домашнее?

Psychologies
Лучшее антистрессовое занятие осени и зимы — кормить птиц. Вот как делать это правильно Лучшее антистрессовое занятие осени и зимы — кормить птиц. Вот как делать это правильно

Чтобы кормить птиц правильно, стоит учесть несколько простых, но важных советов

Esquire
Открыть в приложении