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

1647-летний можжевельник из Финляндии назвали старейшим древесным растением тундры и Европы 1647-летний можжевельник из Финляндии назвали старейшим древесным растением тундры и Европы

Старейший можжевельник из Финляндии рос с 260 по 1906 год

N+1
30 лет покушению на Михаила Горбачева 30 лет покушению на Михаила Горбачева

Как советский слесарь невзлюбил генерального секретаря

Maxim
Бугорки на броне древних рыб превратились в наши зубы всего за 460 миллионов лет Бугорки на броне древних рыб превратились в наши зубы всего за 460 миллионов лет

Как появились наши чувствительные зубы изначально из «бронежилета» вымерших рыб

ТехИнсайдер
О чем говорят наши фантазии О чем говорят наши фантазии

Сегодня стремление быть осознанным распространяется и на сексуальную жизнь

СНОБ
Женщины выбирают вокал: как гендер влияет на музыкальные предпочтения Женщины выбирают вокал: как гендер влияет на музыкальные предпочтения

Влияет ли пол на музыкальные предпочтения?

Forbes
Палеонтологи разобрались в родственных связях древних и современных медоедов Палеонтологи разобрались в родственных связях древних и современных медоедов

Древний медоед был мельче современного и приходился ему сестринским видом

N+1
Мороз по коже: что мы чувствуем в присутствии опасных людей? Мороз по коже: что мы чувствуем в присутствии опасных людей?

Стоит ли отмахиваться от реакций своего тела на присутствие других людей?

Psychologies
Дыхательная гимнастика Стрельниковой: упражнения, эффективность, отзывы Дыхательная гимнастика Стрельниковой: упражнения, эффективность, отзывы

Разбираемся, что такое дыхательная гимнастика Стрельниковой и кому она полезна

РБК
Почему мясо нельзя с хлебом, а кофе с молоком, или Что мешает усвоению питательных веществ? Почему мясо нельзя с хлебом, а кофе с молоком, или Что мешает усвоению питательных веществ?

Как избежать дефицитных состояний будущей маме?

9 месяцев
«Как, мол, я могу снимать кино про такого токсичного дядьку» «Как, мол, я могу снимать кино про такого токсичного дядьку»

Режиссер Роман Супер — как был придуман и сделан байопик Эдуарда Успенского

Weekend
Ответственная за моду: Мирослава Дума Ответственная за моду: Мирослава Дума

Мирослава Дума вернулась в качестве соосновательницы бренда Pangaia

Glamour
Яды по классике Яды по классике

Самые знаменитые яды в истории: как они работают и кто стал их жертвами

Популярная механика
Пришла в чувство Пришла в чувство

Актриса Юлия Персильд рассказала, что делать с внезапно нахлынувшим чувством

Grazia
Михаил Гончаров, «Теремок»: «Сейчас спасают не бизнес, а государственный бюджет и бюджетников» Михаил Гончаров, «Теремок»: «Сейчас спасают не бизнес, а государственный бюджет и бюджетников»

Михаил Гончаров рассказал, почему больше не критикует решения чиновников

Inc.
Шопинг со вкусом Шопинг со вкусом

Какие они, лучшие рынки мира?

Лиза
Городские чайки выследили идущих на обед школьников Городские чайки выследили идущих на обед школьников

Кроме того, птицы ориентировались на работу центра сбора мусора

N+1
5 типов «кошатников» по версии экологов 5 типов «кошатников» по версии экологов

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

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

Как безопасно почистить сережки в домашних условиях

Cosmopolitan
Человечество Человечество

Обнадеживающая история

kiozk originals
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
Кислородная катастрофа: событие, запустившее эволюцию жизни на Земле Кислородная катастрофа: событие, запустившее эволюцию жизни на Земле

«Кислородная революция» изменила химический состав поверхности планеты

Популярная механика
Глицин сформировался в условиях темного межзвездного облака Глицин сформировался в условиях темного межзвездного облака

Это говорит о более широкой распространенности данной аминокислоты во вселенной

N+1
«Менеджер должен признавать ошибки и не быть слишком заносчивым»: карьерные советы вице-президента Porsche «Менеджер должен признавать ошибки и не быть слишком заносчивым»: карьерные советы вице-президента Porsche

Какие качества нужны для построения успешной карьеры в автомобильной компании

Forbes
У Гугла за пазухой: во что вкладывают деньги корпорации и какое будущее они нам готовят У Гугла за пазухой: во что вкладывают деньги корпорации и какое будущее они нам готовят

Когда в мире восстанут машины, получится, что мы сами это оплатили

Maxim
Что известные автомобильные бренды выпускали во время Второй мировой Что известные автомобильные бренды выпускали во время Второй мировой

Вспомнили типичную для 40-х годов XX века продукцию автомобильных брендов

Maxim
5 нелепых исторических событий 5 нелепых исторических событий

Самые удивительные и необычные исторические факты, в которые трудно поверить

Maxim
Ожидания и реальность: топ-7 фэйлов в стиле, которые случаются у девушек Ожидания и реальность: топ-7 фэйлов в стиле, которые случаются у девушек

Тренер по стилю Роман Медны объясняет, как не ошибиться, следуя советам по стилю

Cosmopolitan
Олег Ставицкий: «ВОЗ объявила эпидемию недосыпа – это огромная проблема» Олег Ставицкий: «ВОЗ объявила эпидемию недосыпа – это огромная проблема»

Создатель Endel о коллаборации с Граймс

GQ
Физики объяснили появление параллельных бороздок на известняковых склонах Физики объяснили появление параллельных бороздок на известняковых склонах

Физики установили, как образуются желобковые карры

N+1
Новая домашняя подъемная машина Новая домашняя подъемная машина

Наши города и здания часто напоминают полосу препятствий

Наука и жизнь
Открыть в приложении