Астрономія
Астрономія

На згадку про Аресібо. Найважливіші відкриття обсерваторії

Після майже шістдесяти років успішної роботи радіообсерваторію Аресібо закривають. Комплекс визнали аварійним, його планують знести. Впродовж десятиліть телескоп із сферичною антеною розміром 305 метрів лишався найбільшим одноапертурним телескопом у світі. Його використовували для дослідження астероїдів, планет, Сонячної системи, геопростору і далеких космічних об’єктів, а тепер Національний науковий фонд США прийняв рішення вивести обсерваторію з експлуатації. Nauka.ua згадує найважливіші відкриття Аресібо.

Що сталося?

Телескоп обсерваторії Аресібо складається з радіоприймача діаметром 305 метрів та 900-тонної інструментальної платформи, що висить над ним на висоті 137 метрів. Платформа підвішена на тросах, з'єднаних з трьома вежами. У серпні цього року один з допоміжних тросів вийшов з ладу, вислизнувши з кріплення в одній з веж та пробивши антену. Інженери працювали, щоб визначити, як усунути пошкодження та зберегти цілісність конструкції, але 6 листопада відірвався основний трос, що кріпився до тієї самої вежі. Огляди інших основних тросів виявили нові обриви дротів на них. Фірми, які найняв Національний науковий фонд США для оцінки стану конструкції, встановили, що ремонтні роботи комплексу будуть небезпечними, враховуючи ймовірність чергового обриву тросів. Фонд прийняв рішення закрити обсерваторію після майже 60 років успішної роботи.

Першого грудня конструкція телескопа остаточно обвалилася. Співробітниця Національної метеорологічної служби США Дебора Марторелл (Deborah Martorell) поділилася світлинами, на яких видно руйнування комплексу.

Обертання Меркурія

У 1964 році, невдовзі після того, як обсерваторія почала працювати, астрономи використали її, щоб дослідити рух Меркурія. Виявилося, що перша планета від Сонця обертається навколо своєї осі не так повільно, як вважалося раніше. Радіолокаційні спостереження допомогли вченим визначити, що Меркурій здійснює один оберт за 59, а не за 88 днів. Таким чином, планета не завжди повернута до Сонця однією і тією ж стороною, а доба на Меркурії триває дві третини його року. Це унікальне для Сонячної системи співвідношення.

Північна полярна область Меркурія на радіолокаційному знімку, отриманому за допомогою радіотелескопа Аресібо. Courtesy of John Harmon, Arecibo Observatory

Північна полярна область Меркурія на радіолокаційному знімку, отриманому за допомогою радіотелескопа Аресібо. Courtesy of John Harmon, Arecibo Observatory

Перша екзопланета

У 1992 році завдяки даним обсерваторії Аресібо астрономи вперше відкрили планети за межами Сонячної системи. Цілих три об’єкта масами від 0,02 до 4,3 мас Землі обертаються навколо пульсара, що знаходиться на відстані 2300 світлових років від Землі у сузір’ї Діви. Пізніше ці екзопланети отримали відповідні назви: Драугр, Полтергейст, Фобетор, а пульсар назвали Лічем. Відкриття не тільки продемонструвало, що планети за межами Сонячної системи існують, але й показало, що вони можуть обертатися навколо решток зірок.

«Туристичний постер» системи, зроблений NASA. NASA/JPL-CalTech

«Туристичний постер» системи, зроблений NASA. NASA/JPL-CalTech

Подвійний пульсар

Іншим об’єктом, що також вперше виявили за допомогою обсерваторії Аресібо, стала система подвійного пульсару, яку зафіксували у 1974 році. Вона дістала назву PSR 1913 + 16 та принесла своїм відкривачам Нобелівську премію. У цій системі пульсар із приблизно однаковим за масою компаньоном обертається навколо спільного центру мас. Відстань між ними лише в кілька разів перевищує відстань від Місяця до Землі. Об’єкти рухаються на витягнутих еліптичних орбітах, а період їхнього обертання становить усього 7,5 годин. Така система стала зручною «космічною лабораторією» для перевірки загальної теорії відносності Айнштайна. Зокрема, дослідники встановили, що орбітальний період системи зменшується: два астрономічні тіла обертаються швидше і швидше та наближаються одне до одного. Ці зміни дуже незначні: за рік орбітальний період зменшується на час, у 75 мільйонних разів менший за одну секунду, і тим не менш, це можна виміряти. Передбачалося, що такі зміни відбуваються, оскільки система випромінює енергію у вигляді гравітаційних хвиль. Айнштайн у 1916 році встановив, що саме це має відбутися з масами, які рухаються відносно одна одної.

Схема системи. NobelPrize.org

Схема системи. NobelPrize.org

Швидкі радіоімпульси

Одне з найзагадковіших явищ астрономії — швидкі радіоімпульси невідомої природи, що приходять з глибокого космосу. Обсерваторія Аресібо вперше зафіксувала нерегулярні повторення такого сигналу та підтвердила, що він походить від одного джерела за межами нашої галактики. Його хвилі були сильно поляризовані, що свідчить про те, що вони пройшли крізь гарячу плазму з сильним магнітним полем, тож повторювані швидкі радіоімпульси не можуть бути створені катаклізмом, як-от вибух наднової чи злиття зірок. Окрім того, виявилося, що у джерела імпульсів є періоди активності та спокою. Астрономи припускають, що сигнали можуть походити від нейтронних зірок із сильним магнітним полем, відомих як магнітари, але до остаточного з’ясування природи швидких радіоімпульсів ще далеко.

Електромагнітні хвилі поширюються від джерела, оточеного сильним магнітним полем. N. J. SHAVIV / SCIENCEBITS

Електромагнітні хвилі поширюються від джерела, оточеного сильним магнітним полем. N. J. SHAVIV / SCIENCEBITS

Послання у космос

Обсерваторію Аресібо також використовували для пошуку позаземного розуму, проте телескоп так і не знайшов вагомих доказів існування інших цивілізацій у Всесвіті. Але за допомогою комплексу вчені створили послання гіпотетичним іншопланетянам. У 1974 році радіоприймач перейшов у режим передачі, щоб відправити так зване «послання Аресібо» — закодоване повідомлення, адресоване у зоряне скупчення М13, що знаходиться на відстані 25 тисяч світлових років від Землі. Повідомлення містило інформацію про цифри, хімічні елементи, сполуки та ДНК, а також зображення людини, Сонячної системи та самої обсерваторії Аресібо. Таке повідомлення, скоріше, було створене для демонстрації можливостей обсерваторії з нагоди її реконструкції, а не для того, щоб всерйоз сконтактувати з позаземним розумом. Якщо нас і почули, відповідь прийде не раніше, ніж через 50 тисяч років. На жаль, обсерваторія Аресібо тоді вже точно не працюватиме.

Пофарбоване у різні кольори повідомлення Аресібо. Wikimedia Commons

Пофарбоване у різні кольори повідомлення Аресібо. Wikimedia Commons