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

Палеобиологи прочитали протеом жившего больше 20 миллионов лет назад носорога Палеобиологи прочитали протеом жившего больше 20 миллионов лет назад носорога

Ученые выделили фрагменты древних белков из зубной эмали миоценового носорога

N+1
Оксфорды, но не броги. Виды классической мужской обуви Оксфорды, но не броги. Виды классической мужской обуви

Обзор мужской обуви, в которой должен разбираться настоящий джентльмен

Playboy
Исследование выявило белок, замедляющий старение с помощью регуляции РНК Исследование выявило белок, замедляющий старение с помощью регуляции РНК

Белок PELOTA играет центральную роль в замедлении старения и продлении жизни

ТехИнсайдер
Обзор струйного МФУ c СНПЧ HP Smart Tank 615: как печатать дешево Обзор струйного МФУ c СНПЧ HP Smart Tank 615: как печатать дешево

Тестируем одну из продвинутых моделей HP с системой непрерывной подачи чернил

CHIP
«Мозг: еда и новизна. Почему нас тянет к новому и вкусному» «Мозг: еда и новизна. Почему нас тянет к новому и вкусному»

Как еда вызывает эмоции

N+1
Камуфляжные листья защитили рябчики от сбора на нужды китайской медицины Камуфляжные листья защитили рябчики от сбора на нужды китайской медицины

Интенсивный сбор людьми заставил растения приобрести серовато-бурые листья

N+1
Правила жизни Гаспара Ноэ Правила жизни Гаспара Ноэ

Правила жизни французского режиссера Гаспара Ноэ

Esquire
Самые опасные алкогольные сочетания Самые опасные алкогольные сочетания

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

Maxim
Отпуск по обмену Отпуск по обмену

Восстановление дома 1485 года постройки

AD
«Сама виновата». Как оренбургского следователя наказали за неэтичное поведение с жертвой насилия «Сама виновата». Как оренбургского следователя наказали за неэтичное поведение с жертвой насилия

Почему мы так критично реагируем на случаи насилия?

СНОБ
Смерть обсерватории Смерть обсерватории

После серии аварий «культовый» телескоп Arecibo может закрыться навсегда

Популярная механика
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
Бизнес и благотворительность: Дапкунайте, Алешковский, Хаматова, Яновский и другие представители НКО и бизнеса на круглом столе Forbes Life Бизнес и благотворительность: Дапкунайте, Алешковский, Хаматова, Яновский и другие представители НКО и бизнеса на круглом столе Forbes Life

Как бизнесу и НКО найти общий язык и вместе сделать нашу страну немного лучше

Forbes
Мода мужского рода Мода мужского рода

Зинаида Пронченко о монстрах, которые прячутся в шкафах российских мужчин

GQ
Забытый защитник Москвы Забытый защитник Москвы

В 1382 году оборону Москвы возглавил литовский князь, внук Ольгерда

Дилетант
Моя терапия: «Я пообещала маме и себе, что буду счастливой» Моя терапия: «Я пообещала маме и себе, что буду счастливой»

Когда мир рушится и все против нас, очень сложно найти опору в себе

Psychologies
Две тонны тротила: все о пользе взрывов Две тонны тротила: все о пользе взрывов

Для взрывников две тонны тротилла – это «пшик»

Популярная механика
«Бог всех пикапов»: Rezvani сделал 6-колёсный броневик Hercules «Бог всех пикапов»: Rezvani сделал 6-колёсный броневик Hercules

Американская компания Rezvani Motors представила новую модель Hercules 6x6

Популярная механика
Актеры, ушедшие молодыми: Пол Уокер, Хит Леджер, Владислав Галкин и другие Актеры, ушедшие молодыми: Пол Уокер, Хит Леджер, Владислав Галкин и другие

Молодые, красивые, талантливые - они погибли в молодости

Cosmopolitan
Украла роль, увела мужа, избила и прокляла: как враждовали советские актрисы Украла роль, увела мужа, избила и прокляла: как враждовали советские актрисы

Рассказываем о пяти парах актрис, которые буквально ненавидели друг друга

Cosmopolitan
Рыба — это геноцид. Стартап предпринимателя-коммуниста Finless Foods хочет приучить людей к веганской рыбе Рыба — это геноцид. Стартап предпринимателя-коммуниста Finless Foods хочет приучить людей к веганской рыбе

Отрывок из книги Дженни Климан «Секс без людей, мясо без животных»

Inc.
Время Селесты Время Селесты

Главное музыкальное открытие года — лондонская певица Селеста

Vogue
Легенды и мифы древнего ГАЗа: четыре фары, V-образные моторы, полный привод и другие факты и вымыслы о 24-й “Волге” Легенды и мифы древнего ГАЗа: четыре фары, V-образные моторы, полный привод и другие факты и вымыслы о 24-й “Волге”

История люксовой советской “Волги” с четырьмя фарами

Популярная механика
Психиатрия: что спровоцировало болезнь Кэтрин Зеты-Джонс Психиатрия: что спровоцировало болезнь Кэтрин Зеты-Джонс

Кэтрин Зета-Джонс считает, что ментальных проблем нельзя стыдиться

Cosmopolitan
Вакцинация спасет амурских тигров от чумки Вакцинация спасет амурских тигров от чумки

Вакцинация собак, которая до сих пор считалась приоритетной, тиграм не поможет

N+1
Бактерии добыли редкоземельные металлы из базальта на борту МКС Бактерии добыли редкоземельные металлы из базальта на борту МКС

Принципиальная возможность биомайнинга за пределами Земли

N+1
Однажды президенту Nintendo Сатору Ивате предложили сократить штат. Его ответ — отличный пример эмоционального интеллекта Однажды президенту Nintendo Сатору Ивате предложили сократить штат. Его ответ — отличный пример эмоционального интеллекта

Как Сатору Ивата сохранил моральный дух и атмосферу Nintendo в кризис

Inc.
Старина DJ Groove: ничего положительного из локдауна я не вынес Старина DJ Groove: ничего положительного из локдауна я не вынес

Playboy задал 25 коротких вопросов легендарному Груву

Playboy
Как диагностировать и лечить боковой амиотрофический склероз Как диагностировать и лечить боковой амиотрофический склероз

Каждые 90 минут в мире диагностируют БАС

РБК

Выход четвертого сезона сериала “Корона” вызвал интерес к жизни принцессы Дианы

Cosmopolitan
Открыть в приложении