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

Динамически меняющая внешность маска поможет обмануть систему распознавания лиц Динамически меняющая внешность маска поможет обмануть систему распознавания лиц

Инженеры создали маску, способную изменять форму лица и цвет кожи

N+1
Моя терапия: «Тревога и печаль стали выносимыми — и это уже было счастье» Моя терапия: «Тревога и печаль стали выносимыми — и это уже было счастье»

Что делать, когда не можешь спать и есть?

Psychologies
Культурный виноград появился на Сардинии больше трех тысяч лет назад Культурный виноград появился на Сардинии больше трех тысяч лет назад

Самый ранний культурный виноград выращивали на Сардинии

N+1
«Мой целлюлит на бедрах стал виден»: Елена Перминова раскрыла модельные трюки «Мой целлюлит на бедрах стал виден»: Елена Перминова раскрыла модельные трюки

Елена Перминова заявила, что не стесняется своей внешности

Cosmopolitan
«Средневековье в латах» «Средневековье в латах»

Как умирали и какие раны наносили друг другу средневековые воины

N+1
5 непростых историй: дочери знаменитостей с серьезными проблемами с наркотиками 5 непростых историй: дочери знаменитостей с серьезными проблемами с наркотиками

5 историй о наследницах известных фамилий, которые оказались на грани пропасти

Cosmopolitan
Стиль принцессы Дианы — «королевы людских сердец», виртуозно владевшей языком моды Стиль принцессы Дианы — «королевы людских сердец», виртуозно владевшей языком моды

Ее называли «королевой людских сердец» и просто «народной принцессой»

Esquire
Андрей Евдокимов, глава «Байкал Электроникс»: «Либо вы принимаете риски, либо не занимаетесь микроэлектроникой» Андрей Евдокимов, глава «Байкал Электроникс»: «Либо вы принимаете риски, либо не занимаетесь микроэлектроникой»

Глава «Байкал Электроникс» о том, почему микроэлектроника сложнее космоса

Inc.
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
«Люкс превратился в один большой магазин дьюти-фри»: лучшие высказывания Тильды Суинтон об одежде, моде и стиле и ее знаковые кинообразы «Люкс превратился в один большой магазин дьюти-фри»: лучшие высказывания Тильды Суинтон об одежде, моде и стиле и ее знаковые кинообразы

Тильда Суинтон о моде и отношениях с одеждой

Esquire
Если мама не сумела вырасти: советы для взрослых детей Если мама не сумела вырасти: советы для взрослых детей

Автор книги «Вы и ваша мама» делится советами для спокойного общения с мамой

Psychologies
Археологи нашли в Старой Рязани усадьбы двух ювелиров-шахматистов XIII века Археологи нашли в Старой Рязани усадьбы двух ювелиров-шахматистов XIII века

Предметы в этих усадьбах указывают на то, что их хозяева были ювелирами

N+1
Брачные контракты, полицейские с собаками, первые забастовки и еще 6 фактов о Древнем Египте, которых вы могли не знать Брачные контракты, полицейские с собаками, первые забастовки и еще 6 фактов о Древнем Египте, которых вы могли не знать

Что вы знаете о Египте?

Популярная механика
Мужчина и его собаки: Джо Байден и его немецкие овчарки Чемп и Мейджор Мужчина и его собаки: Джо Байден и его немецкие овчарки Чемп и Мейджор

Если вам нужен друг в Вашингтоне, заведите собаку

Esquire
Российские ученые открыли новый минерал для батарей будущего Российские ученые открыли новый минерал для батарей будущего

На Камчатке открыли новый минерал — петровит

Популярная механика
«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
Мне снится пепел: кто такой Чжан Хуань Мне снится пепел: кто такой Чжан Хуань

Чжан Хуань — один из ведущих китайских художников наших дней

Школа Masters
Не только Мата Хари: чем прославились 11 самых известных шпионов XX века Не только Мата Хари: чем прославились 11 самых известных шпионов XX века

Известная танцовщица, семейная пара, искусствовед и другие известные шпионы

Cosmopolitan
Кончились патроны: почему льготная ипотека и другие меры стимулирования экономики исчерпали свой ресурс Кончились патроны: почему льготная ипотека и другие меры стимулирования экономики исчерпали свой ресурс

Правительству России следует задуматься о приоритетах в стимулировании экономики

Forbes
«Каждый раз все говорят, что наш бизнес должен умереть»: президент «Азбуки Вкуса» — о пандемии, IPO и фудхакинге «Каждый раз все говорят, что наш бизнес должен умереть»: президент «Азбуки Вкуса» — о пандемии, IPO и фудхакинге

Как ретейл переживает пандемию и почему в кризис растут продажи еды и вина

Forbes
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
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
Про мэтчи и баны: топ-7 болезненных вопросов об онлайн-знакомствах главе «Мамбы» Про мэтчи и баны: топ-7 болезненных вопросов об онлайн-знакомствах главе «Мамбы»

Разбираем все причины, по которым мы ненавидим сайты и приложения для знакомств

Playboy
Правила современного этикета: что нужно знать о них женщинам? Правила современного этикета: что нужно знать о них женщинам?

Как изменился этикет для женщин

Psychologies
Школьные травмы моих взрослых учеников Школьные травмы моих взрослых учеников

В успешных взрослых людях могут прятаться запуганные школьными учителями дети

Psychologies
Тайная связь с Кубой Тайная связь с Кубой

История переговоров между Вашингтоном и Гаваной

kiozk originals
Диана Арбенина — о современной зарубежной литературе, нелюбви к запятым и о том, что общего между писательством и написанием музыки Диана Арбенина — о современной зарубежной литературе, нелюбви к запятым и о том, что общего между писательством и написанием музыки

Интервью с Дианой Арбениной

Esquire
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
Булат Окуджава Булат Окуджава

Каждый год 9 мая на Трубной площади стартует фестиваль памяти Булата Окуджавы

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

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

Psychologies
Открыть в приложении