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

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

Что археологи нашли в могильнике летописной муромы

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
4 способа улучшить сон с помощью спорта 4 способа улучшить сон с помощью спорта

Методы, которые существенно помогают при различных аспектах нарушений сна

ТехИнсайдер
Американские горки. Почему эйфория от выборов в США долго не продлится Американские горки. Почему эйфория от выборов в США долго не продлится

Чуда, в которое готовы были поверить участники мировых рынков, не случилось

СНОБ
Маме не говори: 12 вещей, которые родителям не нужно знать о твоем мужчине Маме не говори: 12 вещей, которые родителям не нужно знать о твоем мужчине

О чем не стоит рассказывать даже маме?

VOICE
В центре города В центре города

Городская квартира в стиле спокойной, мягкой неоклассики

SALON-Interior
Дыхательная гимнастика Стрельниковой: упражнения, эффективность, отзывы Дыхательная гимнастика Стрельниковой: упражнения, эффективность, отзывы

Разбираемся, что такое дыхательная гимнастика Стрельниковой и кому она полезна

РБК
«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
Винтокрыл против конвертоплана Винтокрыл против конвертоплана

«Вертолет» не самый подходящий термин для описания этих воздушных монстров

Популярная механика
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
Станки и люди Станки и люди

Машина на службе у человека или человек в плену у машины? О чем говорит история

РБК
В воде обнаружили перекись водорода. Никто не понимает, откуда она берётся В воде обнаружили перекись водорода. Никто не понимает, откуда она берётся

Учёные обнаружили — в каплях воды при конденсации образуется перекись водорода

Популярная механика
Деструктивные привычки хронически несчастных людей Деструктивные привычки хронически несчастных людей

Как развивается «синдром несчастья» и какие привычки этому способствуют

Psychologies
Дружба на расстоянии Дружба на расстоянии

Сохранить отношения с лучшими друзьями всегда легко, было бы желание

Здоровье
Почему они не уходят: есть ли вина женщины в том, что она живет с абьюзером? Почему они не уходят: есть ли вина женщины в том, что она живет с абьюзером?

Почему женщины остаются с абьюзерами даже тогда, когда им есть куда уйти

Cosmopolitan
«Не один дома: Естественная история нашего жилища от бактерий до многоножек, тараканов и пауков» «Не один дома: Естественная история нашего жилища от бактерий до многоножек, тараканов и пауков»

Отрывок из книги об организмах, живущих по соседству с нами в наших домах

N+1
Смерть обсерватории Смерть обсерватории

После серии аварий «культовый» телескоп Arecibo может закрыться навсегда

Популярная механика
По течению реки По течению реки

Небольшой домик на берегу Волги в соответствии с философией ваби‑саби

AD
100 самых честных правил мужского гардероба. Часть 3: аксессуары 100 самых честных правил мужского гардероба. Часть 3: аксессуары

Бескомпромиссные советы по стилю!

Maxim
«Не плачь!»: как не надо реагировать на чувства детей «Не плачь!»: как не надо реагировать на чувства детей

Как часто мы говорим детям: «Не плачь!», «Не ной», «Ты что, плакса?»

Psychologies
Беззащитные перед космосом: десятиметровый астероид прошел над Землей незамеченным ниже МКС Беззащитные перед космосом: десятиметровый астероид прошел над Землей незамеченным ниже МКС

Астероид 2020 VT4 подошел к Земле ближе, чем Международная космическая станция

Forbes
Безопасный тренд: как промышленники используют интернет вещей Безопасный тренд: как промышленники используют интернет вещей

Цифровизация производства дает промышленным компаниям колоссальные эффекты

Forbes
Как устроены самолеты-авианосцы: небесные колоссы Как устроены самолеты-авианосцы: небесные колоссы

Каким образом конструкторы работали над решением проблемы защиты авианосцев?

Популярная механика
Гибель сына и внука, шесть неудачных браков: печальная судьба Натальи Кустинской Гибель сына и внука, шесть неудачных браков: печальная судьба Натальи Кустинской

Трагическая история советской актрисы Натальи Кустинской

Cosmopolitan
Котлета от Тимати: сколько можно заработать на франшизе Black Star Burger Котлета от Тимати: сколько можно заработать на франшизе Black Star Burger

Как сейчас работает Black Star Burger и можно ли заработать на этой франшизе?

Forbes
7 фактов о первом «Чужом» плюс полная хронология вселенной Чужих 7 фактов о первом «Чужом» плюс полная хронология вселенной Чужих

Ридли Скотт — человек, который в себе тайком провез с небес Чужого людям

Maxim
Вечерний алкоголь и частые перекусы: 4 безболезненных способа избавиться от вредных привычек Вечерний алкоголь и частые перекусы: 4 безболезненных способа избавиться от вредных привычек

Пора взяться за себя!

Playboy
Старый — значит надежный: почему некоторые вещи с годами становятся только красивее и как они стали модными Старый — значит надежный: почему некоторые вещи с годами становятся только красивее и как они стали модными

Рассказываем, как старение вещей из досадной неизбежности превратилось в тренд

Esquire
Мария Склодовская-Кюри  – супергероиня от науки: в прокат выходит фильм о жизни ученой Мария Склодовская-Кюри  – супергероиня от науки: в прокат выходит фильм о жизни ученой

Фильм о Марии Склодовской-Кюри, которому не удалось выйти за рамки ЖЗЛ

Forbes
Ольгерд vs Дмитрий Ольгерд vs Дмитрий

«Собирателем» русских земель могло стать Литовское, а не Московское княжество

Дилетант
Открыть в приложении