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

Неандертальцы изготовили артефакты из добытого в сотнях километров от стоянок обсидиана Неандертальцы изготовили артефакты из добытого в сотнях километров от стоянок обсидиана

Какой обсидиан использовали неандертальцы для изготовления каменных орудий

N+1
Досадно, обидно: как не сломаться, если вы стали жертвой мошенников Досадно, обидно: как не сломаться, если вы стали жертвой мошенников

Все мы когда-то становились жертвами мошенничества

Psychologies
Археологи раскопали традиционный женский убор летописной муромы Археологи раскопали традиционный женский убор летописной муромы

Что археологи нашли в могильнике летописной муромы

N+1
Сезон спокойствия Сезон спокойствия

Какие стрессовые факторы действуют на вас сильнее всего?

Домашний Очаг
Мемолог или вайб-менеджер: какие новые профессии придумал российский бизнес и зачем Мемолог или вайб-менеджер: какие новые профессии придумал российский бизнес и зачем

Какие необычные позиции появились в российских компаниях за последние пару лет

Forbes
«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
Кому добавки? Кому добавки?

Рассказываем, каких веществ с индексом «Е» в продуктах стоит избегать

Лиза
Не только «Пираты»: лучшие фильмы с Кирой Найтли Не только «Пираты»: лучшие фильмы с Кирой Найтли

Кира Найтли — одна из самых молодых претенденток на «Оскар»

Cosmopolitan
Двигатель EmDrive: нарушая законы физики Двигатель EmDrive: нарушая законы физики

Этот электромагнитный двигатель опровергает принципы известной нам физики

Популярная механика
Самые лучшие знаки зодиака по мнению астрологов Самые лучшие знаки зодиака по мнению астрологов

Считаем, что родиться под любым знаком, – это прекрасно

Cosmopolitan
Нейросеть перевела текст в жестовую речь Нейросеть перевела текст в жестовую речь

Ученые создали алгоритм, который превращает текст в жестовую речь

N+1
40-летние у нас и за рубежом: сравниваем звезд-одногодок 40-летние у нас и за рубежом: сравниваем звезд-одногодок

Как выглядят российские и зарубежные звезды, которым исполнилось 40 лет

Cosmopolitan
Если тебе кажется, что ты сходишь с ума, — это газлайтинг: как ему противостоять Если тебе кажется, что ты сходишь с ума, — это газлайтинг: как ему противостоять

Разбираемся в природе газлайтинга и способах борьбы с ним

Cosmopolitan
Еще 7 брендов General Motors, которых больше не существует Еще 7 брендов General Motors, которых больше не существует

Вспоминаем, какими марками владела GM раньше: часть 2

Популярная механика
Большая Засечная черта. Часть 1 Большая Засечная черта. Часть 1

История одного из крупнейших фортификационных сооружений Российского государства

Культура.РФ
Как живут красавицы 90-х: Ирина Салтыкова, Элен Ролле, Дженни Гарт и другие Как живут красавицы 90-х: Ирина Салтыкова, Элен Ролле, Дженни Гарт и другие

Чем героини культовых сериалов и бывшие певицы заняты сейчас?

Cosmopolitan
Как распознать киберпреступников в «черную пятницу» Как распознать киберпреступников в «черную пятницу»

Эксперт рассказывает, как распознать киберпреступников в дни распродаж

СНОБ
Ядовитые косматые хомяки оказались моногамными Ядовитые косматые хомяки оказались моногамными

Зоологам впервые удалось понаблюдать за социальной жизнью этих грызунов

N+1
5 жутких морских катастроф, о которых вы могли не знать 5 жутких морских катастроф, о которых вы могли не знать

Самые страшные кораблекрушения

Популярная механика
5 послевоенных американских романов, на которые стоит обратить внимание: выбор Pollen fanzine 5 послевоенных американских романов, на которые стоит обратить внимание: выбор Pollen fanzine

Послевоенные романы, которые нужно перевести и издать

Esquire
«Парень он, конечно, неплохой…» Что не так с Льюисом Хэмилтоном и его чемпионскими титулами «Парень он, конечно, неплохой…» Что не так с Льюисом Хэмилтоном и его чемпионскими титулами

Размышления о Льюисе Хэмилтоне — чемпионе-рекордсмене «Формулы-1»

Maxim
Как писать и как не писать сообщения тому, с кем хочешь встречаться Как писать и как не писать сообщения тому, с кем хочешь встречаться

Универсальные советы по переписке, которые гарантируют успешное начало отношений

Maxim
Протрезветь до понедельника Протрезветь до понедельника

Василий Степанов о крепости духа и крепком алкоголе в фильме «Еще по одной»

Weekend
Одежда из 90-х которая была модной, потом стала стыдной, а теперь опять стала модной Одежда из 90-х которая была модной, потом стала стыдной, а теперь опять стала модной

Что бы там ни говорили о том, что 90-е прошли.

Maxim
Сыграть рукой: Григорий Туманов — о том, почему слитое видео Дзюбы превратило интернет в сеанс коллективной мастурбации Сыграть рукой: Григорий Туманов — о том, почему слитое видео Дзюбы превратило интернет в сеанс коллективной мастурбации

Почему чувственность известного футболиста задела тонкие струны русской души?

Esquire
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
От наркотиков к признанию: крутые рэперы, которые начали путь с криминала От наркотиков к признанию: крутые рэперы, которые начали путь с криминала

Рэперы, сумевшие выбраться из нищеты и криминальных гетто в большой шоу-бизнес

Cosmopolitan
Полет в космос и послание с того света: самые дикие подарки звезд друг другу Полет в космос и послание с того света: самые дикие подарки звезд друг другу

Далеко не каждый сможет переплюнуть столь оригинальные идеи подарков

Cosmopolitan
Чтобы мечты сбывались Чтобы мечты сбывались

Чтобы изменить жизнь, нужно правильно ставить цели и формулировать желания

Добрые советы
Дворцовая площадь Дворцовая площадь

Отель Badrutt’s Palace — замок посреди Швейцарских Альп

GQ
Открыть в приложении