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

Коротконогость самцов деревенских ласточек связали с ранним началом размножения Коротконогость самцов деревенских ласточек связали с ранним началом размножения

Ученые считают, что самки ласточек предпочитают самцов с более короткими ногами

N+1
От нуля к единице От нуля к единице

Как создать стартап, который изменит будущее

kiozk originals
Добровольцы заразились малярией и помогли совершить открытие Добровольцы заразились малярией и помогли совершить открытие

В теле человека найдено скрытое место, где прячутся паразиты

National Geographic
Чтобы дважды не вставать Чтобы дважды не вставать

Редактор Glamour проверила на себе новшества пластической хирургии

Glamour
Проверьте, насколько вы (не) зависимы от чужого мнения Проверьте, насколько вы (не) зависимы от чужого мнения

7 признаков, что вы свободны в мыслях и действиях

Reminder
Влюбленность Елизаветы, жестокость Филиппа: правда и вымысел в сериале «Корона» Влюбленность Елизаветы, жестокость Филиппа: правда и вымысел в сериале «Корона»

Рассказываем, что в сериале «Корона» правда, а что — домыслы создателей

Cosmopolitan
Ледоруб Вилли и другие самые необычные прозвища знаменитых гангстеров Ледоруб Вилли и другие самые необычные прозвища знаменитых гангстеров

Мафия может похвастаться отменным чувством юмора!

Maxim
10 советов, которые помогут вам сформировать здоровое отношение к технологиям 10 советов, которые помогут вам сформировать здоровое отношение к технологиям

Зои Астон укажет путь к разумным взаимоотношениям с экранами ваших устройств

GQ
7 животных, которые достигли в жизни большего, чем ты 7 животных, которые достигли в жизни большего, чем ты

Пингвин-полковник, кот-мэр и прочие возмутительно успешные представители фауны

Maxim
Ученые, ставшие фантастами: Ларри Нивен и Тимоти Зан Ученые, ставшие фантастами: Ларри Нивен и Тимоти Зан

Эти ученые со временем полностью отошли от науки и посвятили себя литературе

Популярная механика
Кто делает сумки для королевы Елизаветы II и где их купить Кто делает сумки для королевы Елизаветы II и где их купить

Британский бренд Launer стал очень популярен после выхода 4 сезона «Короны»

РБК
Пищевая полиция: как одержимость здоровым питанием становится болезнью Пищевая полиция: как одержимость здоровым питанием становится болезнью

Диетолог Елена Мотова — о панической боязни съесть лишнюю конфету

Reminder
Самые опасные алкогольные сочетания Самые опасные алкогольные сочетания

Что хуже — красное вино с водкой или текила с пивом?

Maxim
Найдены поразительные сходства в строении нейронов нашего мозга и колоссальных скоплений галактик Найдены поразительные сходства в строении нейронов нашего мозга и колоссальных скоплений галактик

Сеть нейронов внутри мозга и скопления галактик организованы схожим способом

Популярная механика
Котлета от Тимати: сколько можно заработать на франшизе Black Star Burger Котлета от Тимати: сколько можно заработать на франшизе Black Star Burger

Как сейчас работает Black Star Burger и можно ли заработать на этой франшизе?

Forbes
Распад заряженного B-мезона не вписался в Стандартную модель Распад заряженного B-мезона не вписался в Стандартную модель

Подобные аномалии могут оказаться ключом к Новой физике

N+1
Фильм «Еще по одной» – страшно увлекательная ода алкоголизму с Мадсом Миккельсеном Фильм «Еще по одной» – страшно увлекательная ода алкоголизму с Мадсом Миккельсеном

Мрачноватый юмор и фирменный датский пессимизм в фильме «Еще по одной»

GQ
Как планировать свой день: 6 простых шагов к контролю над своим временем Как планировать свой день: 6 простых шагов к контролю над своим временем

Полезные советы, как все успевать и правильно расставлять задачи

Playboy
Как исполнить мечту Как исполнить мечту

Пришла пора призвать на помощь карту желаний, психологию и магию

Домашний Очаг
Давид Ян: «В мире появится движение Robot lives matter» Давид Ян: «В мире появится движение Robot lives matter»

Давид Ян уверен, что нейросети нужен эмоциональный интеллект

РБК
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
Центральноамериканских капуцинов застали за каннибализмом Центральноамериканских капуцинов застали за каннибализмом

Зоологи застали двух приматов за поеданием детеныша собственного вида

N+1
Плащ «казак» мушкетёров короля Плащ «казак» мушкетёров короля

Одежда, по которой мы узнаём королевских мушкетёров в фильмах

Дилетант
Какая жалость! Как мы жалеем себя и когда пора прекратить это делать Какая жалость! Как мы жалеем себя и когда пора прекратить это делать

Недовольство всем, что тебя окружает, обычно похоже на насморк

Cosmopolitan
Как неприятие своего тела мешает получать удовольствие от секса Как неприятие своего тела мешает получать удовольствие от секса

Сексолог Наталья Фомичева — как важно перестать стыдится своего тела

Reminder
Гаджеты = лишний вес Гаджеты = лишний вес

Учёные: активное использование гаджетов может стать причиной лишнего веса

Здоровье
Молодая проза Esquire: Молодая проза Esquire:

Башкирские заговоры в рассказе писательницы Дианы Давлетбердиной

Esquire
Одна вокруг света. Возвращение в Бангког и переправа машин через океан Одна вокруг света. Возвращение в Бангког и переправа машин через океан

95-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко

Forbes
Влюби в себя камеру: как круто получаться на откровенных кадрах — 7 фотопримеров Влюби в себя камеру: как круто получаться на откровенных кадрах — 7 фотопримеров

Эксперт рассказывает, как научиться хорошо выглядеть на откровенных фото

Cosmopolitan
3 простых и нереально вкусных блюда с пивом в качестве ингредиента 3 простых и нереально вкусных блюда с пивом в качестве ингредиента

Да, пиво можно не только пить

Playboy
Открыть в приложении