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

РНК нейрональных предшественников в гиппокампе указала на нейрогенез у взрослых РНК нейрональных предшественников в гиппокампе указала на нейрогенез у взрослых

Как ученые подтвердили нейрогенез у взрослых

N+1
Бизнес в особом режиме Бизнес в особом режиме

Московская область — один из благоприятных регионов для развития формата ОЭЗ

РБК
Ученые объяснили, как идеи становятся вирусными, и почему все знают про «рыбов» Ученые объяснили, как идеи становятся вирусными, и почему все знают про «рыбов»

Почему одни идеи становятся вирусными, а другие просто исчезают?

ТехИнсайдер
Никулин, Этуш и еще 8 актеров, вернувшихся с Великой Отечественной войны Никулин, Этуш и еще 8 актеров, вернувшихся с Великой Отечественной войны

Советские актеры, прошедшие Великую Отечественную войну

РБК
Вечная молодость: 7 легендарных внедорожников, которые выпускались более 20 лет Вечная молодость: 7 легендарных внедорожников, которые выпускались более 20 лет

Автотитаны, которые десятилетиями остаются на конвейере

4x4 Club
Вселенную лихорадит: температура космоса выросла в несколько раз и чем это может грозить Вселенную лихорадит: температура космоса выросла в несколько раз и чем это может грозить

За восемь миллиардов лет температура вещества во Вселенной выросла втрое

Forbes
Тюленям-монахам нашли новозеландского предка Тюленям-монахам нашли новозеландского предка

Открытие заставило переписать эволюционную историю настоящих тюленей

N+1
12 вещей, которые использовали вместо денег 12 вещей, которые использовали вместо денег

Во времена натурального обмена в роли денег выступали совершенно разные объекты

Maxim
Богатые люди более аморальны? Вот, что об этом говорит наука Богатые люди более аморальны? Вот, что об этом говорит наука

Большие деньги развращают человека... или нет?

Популярная механика
Синдром Мюнхгаузена: почему Эминема оставила мать Синдром Мюнхгаузена: почему Эминема оставила мать

Эминему пришлось пройти через унижения и неприятие, чтобы добиться успеха

Cosmopolitan
«Я подумаю об этом завтра» «Я подумаю об этом завтра»

Ирина Прохорова — об ответственности перед фамилией и желании стать волонтером

OK!
Разделяй и властвуй: зачем государства пытаются ограничить IT-компании Разделяй и властвуй: зачем государства пытаются ограничить IT-компании

IT-компании превратились в конкурентов государств

Forbes
Выпускница Гарварда родом из СССР: чем известна новый президент Молдавии Майя Санду Выпускница Гарварда родом из СССР: чем известна новый президент Молдавии Майя Санду

Что известно о карьере, политических взглядах и достижениях президентки Молдавии

Forbes
Групповая терапия: 12 советов, как получить от нее максимальную пользу Групповая терапия: 12 советов, как получить от нее максимальную пользу

Извлечь максимум пользы из работы в группе и помочь своему ментальному здоровью

Psychologies
В Африку гулять! В Африку гулять!

Танзания становится всё более популярным travel-направлением

OK!
Кто убил Мэрилин Монро? НЛО, мафия и еще 5 неожиданных версий смерти актрисы Кто убил Мэрилин Монро? НЛО, мафия и еще 5 неожиданных версий смерти актрисы

Скрывается ли за смертью Мэрилин Монро какая-либо тайна?

Cosmopolitan
Старое лучше нового: 5 причин выбрать бабушкино платье Старое лучше нового: 5 причин выбрать бабушкино платье

Объясняем, почему винтажная одежда оказывается лучше новой и зачем ее покупать

Cosmopolitan
Сила звука: Zivert Сила звука: Zivert

В 2020‑м Zivert записывала хит за хитом. Продолжение следует

Glamour
9 частей вашего тела, о которых вы наверняка ничего не знали 9 частей вашего тела, о которых вы наверняка ничего не знали

Уверены, что хорошо знаете все укромные уголки вашего тела?

Популярная механика
Светит, но не верит Светит, но не верит

Кино как религия и аддикции в новом фильме Гаспара Ноэ

Weekend
Циркулярная пила и еще 9 мощных изобретений, сделанных женщинами Циркулярная пила и еще 9 мощных изобретений, сделанных женщинами

Важнейшие изобретения, которые были сделаны женщинами

Maxim
Алина Фаркаш о том, как мужчины поддерживают культуру насилия Алина Фаркаш о том, как мужчины поддерживают культуру насилия

Алина Фаркаш рассуждает о том, почему мы все живем в культуре насилия

Cosmopolitan
Отрывок из книги Сильвии Морено-Гарсия «Мексиканская готика» Отрывок из книги Сильвии Морено-Гарсия «Мексиканская готика»

Секреты и ужасы, которые долгое время скрывали обитатели Дома-на-Горе

СНОБ
«Мы планируем жизнь по минутам, а в Средневековье даже не было часов»: Евгений Водолазкин о времени, вечности и новом романе «Мы планируем жизнь по минутам, а в Средневековье даже не было часов»: Евгений Водолазкин о времени, вечности и новом романе

Интервью с писателем Евгением Водолазкиным о его новом романе

Forbes
Пришло время поговорить и о мужских проблемах. Что такое «новая мужественность» и что с ней происходит в России? Пришло время поговорить и о мужских проблемах. Что такое «новая мужественность» и что с ней происходит в России?

Создательницы фестиваля Moscow MaleFest — о месте мужчин в изменяющемся мире

Esquire
«Почему нам сложно вас понять»: конфликт в паре глазами мужчин «Почему нам сложно вас понять»: конфликт в паре глазами мужчин

Попробуем рассмотреть семейный конфликт так, как его часто видят мужчины

Psychologies
В свою пользу: как перестать соперничать с успешными родителями и начать жить В свою пользу: как перестать соперничать с успешными родителями и начать жить

Что, если родители добились успеха, а мы — нет?

Psychologies
Все аппараты, коснувшиеся поверхности Марса Все аппараты, коснувшиеся поверхности Марса

Практика показывает, что до Марса проще долететь, чем сесть на него

Популярная механика
Истребитель, которого никто не боялся Истребитель, которого никто не боялся

История британского истребителя времен Второй мировой войны

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

Для взрывников две тонны тротилла – это «пшик»

Популярная механика
Открыть в приложении