Čína plně zprovoznila největší radioteleskop na světě

Obsah:

Čína plně zprovoznila největší radioteleskop na světě
Čína plně zprovoznila největší radioteleskop na světě
Anonim

ČLR konečně uvedla do provozu největší a nejcitlivější jediný radioteleskop na světě. Slibuje, že odhalí mnoho tajemství vesmíru.

Zrození obra

Toto je RYCHLÝ nástroj. Toto je zkratka výrazu Five set meter Aperture Spherical Telescope, tedy „Sférický radioteleskop s clonou pět set metrů“. Jedná se o obrovskou „desku“o průměru 500 metrů, která se nachází v přírodní krasové depresi.

FAST je držitelem světového rekordu v oblasti, když předstihl tak velké nástroje jako americký Arecibo (průměr 300 metrů) a ruský BSA (200 400 metrů v průměru). A protože citlivost radioteleskopu je přímo úměrná jeho oblasti, FAST je také nejcitlivější na světě. Jinými slovy, je schopen detekovat extrémně slabé objekty.

FAST zároveň přijímá záření v obrovském rozsahu vlnových délek: od 10 centimetrů do 4,3 metru. Pokrývá tedy významnou část rozsahu rádiových vln vysílaných zemskou atmosférou: od zlomků milimetru po první desítky metrů.

Dalekohledové zrcadlo se skládá z 4500 jednotlivých buněk. Tato struktura vám umožňuje jemně upravit její tvar a kompenzovat různé deformace.

Stavba zařízení začala v roce 2011. Testovací pozorování se provádějí od roku 2016. A před pár dny byl teleskop konečně uveden do provozu. Podle tiskové agentury Xinhua všechny technické ukazatele dalekohledu dosáhly nebo překročily plánovanou úroveň.

Podle publikace Universe Today FAST v letech 2020–2024 zkontroluje celou oblast oblohy, kterou má k dispozici. Do jeho zorného pole spadne řada kvasarů, rádiových galaxií, neutronových hvězd, kosmických masérů atd.

V takovém případě bude polovina času pozorování dalekohledem věnována průzkumu a druhá polovina bude přidělena na jiné úkoly. Pojďme si o nich říci více.

Mapy hmoty ve vesmíru

Téměř 80% atomových jader ve vesmíru je v mezigalaktickém plynu, dalších 10% v mezihvězdném plynu. To znamená, že úkol vytvořit mapu distribuce atomů ve vesmíru je v zásadě omezen na mapování mezigalaktického plynu. Ten je 75% vodíku a 23% helia, které se s ním dobře mísí.

Naštěstí pro astronomy atomy vodíku vyzařují rádiové vlny o délce 21 centimetrů. Extrémní citlivost proto umožní RYCHLE sestavit rozsáhlé mapy rozložení hmoty ve velké části pozorovaného prostoru.

Tyto informace umožní kontrolu modelů expanze vesmíru a gravitační teorie, objasnění pojmu temné energie a možná i nalezení dalších dimenzí.

FAST vytvoří pro místní skupinu galaxií podrobnější mapy. Mimo jiné nám to umožní otestovat naše představy o povaze temné hmoty.

Pojďme vysvětlit. Věří se, že je to temná hmota, která se pod vlivem vlastní gravitace shromáždila v zárodcích moderních galaxií. Jeho přitažlivost akumulovala plyn kolem těchto shluků, ze kterých následně vznikly hvězdy.

Zde je problém. Podle modelu studené temné hmoty (nejoblíbenější mezi specialisty) se v Místní skupině mělo vytvořit několik tisíc galaxií. Pozorováno je jen asi dvacet. Kde jsou ostatní?

Existuje hypotéza, že všechno ostatní jsou temné galaxie. Toto je název hypotetických galaxií, ve kterých se hvězdy kvůli příliš nízké hustotě hmoty vůbec netvoří. Tyto systémy se skládají pouze z temné hmoty a plynu přitahovaného jeho gravitací, zejména vodíku.

Temné galaxie jsou zatím jen ovocem teoretických konstrukcí. Nalezeno jen několik systémů extrémně chudých na hvězdy. Citlivost FAST by však měla být dostatečná k detekci legií těchto duchových galaxií v místní skupině. Pouhých několik minut akumulace signálu bude stačit k nalezení oblaku atomového vodíku o hmotnosti deseti tisíc sluncí.

Pokud pozorování ukážou, že v Místní skupině nejsou žádné temné galaxie v požadovaném množství, budou muset vědci přehodnotit své představy o povaze temné hmoty.

Image
Image

Obří zrcadlo dalekohledu je zasazeno do přírodní krasové deprese.

Foto EPA.

Vesmírné majáky

Očekává se, že FAST pomůže objevit mnoho rádiových pulsarů. „Vesti. Nauka“(nauka.vesti.ru) o nich podrobně vyprávěl. Připomeňme, že se jedná o neutronové hvězdy, které v úzkém paprsku vyzařují rádiové vlny.

Podle teoretických odhadů je v Galaxii asi miliarda neutronových hvězd, včetně až 200 000 aktivních pulsarů. Přitom si pozorovatelé stále uvědomují jen asi tři tisíce těchto úžasných předmětů.

I v režimu testovacího pozorování, ve kterém je FAST od roku 2016, pomohl objevit 102 nových pulzarů. To je více, než všechny výzkumné týmy z Evropy a USA zjistily na všech nástrojích za stejné období.

Odborníci se domnívají, že rok plnohodnotné operace bude stačit na to, aby nový dalekohled objevil asi tisíc nových neutronových hvězd.

Lasery a molekuly

Další zajímavou třídou předmětů pozorování jsou vesmírní maséři, tedy přírodní rádiové lasery. Mechanismus fungování masérů v Mléčné dráze je odborníkům víceméně jasný, i když i zde je třeba objasnit mnoho detailů. Ale extrémně výkonné megamasery, které blikají v jádrech jiných galaxií, jsou prakticky Terra Incognita. Přestože jsou tyto objekty známy zhruba 40 let, astronomové stále nevědí, jaké procesy je pohání.

Vědci doufají, že FAST také pomůže osvětlit tuto záhadu. Zejména má šanci stát se prvním dalekohledem, který detekuje megamaser na bázi metanolu (zatím se tato molekula projevovala pouze u skromnějších masérů).

Mimochodem, o molekulách. Spektrální čáry 14 molekul spadají do dosahu dalekohledu. Zejména obrovská citlivost nástroje umožní hledat složité organické látky v Galaxii. Taková pozorování by měla poskytnout neocenitelné informace o exotické chemii mezihvězdného média. Právě v ní se skrývá klíč ke vzniku života.

Spolu s celým východem

A konečně, FAST se může stát základem rozsáhlé sítě radioteleskopů fungujících jako jediný nástroj (interferometr). Takové systémy poskytují ohromné rozlišení (schopnost rozlišovat jemné detaily). Například to byla taková síť, která umožnila získat v roce 2019 dlouho očekávaný obraz černé díry.

Obvykle v takovém schématu je zvýrazněn velký hlavní dalekohled a zbytek pracuje jako pomocné prvky. V tomto případě by všechny nástroje měly být umístěny, jednoduše řečeno, na jedné straně zeměkoule.

V případě „vyobrazení“černé díry hrál na první housle nástroj ALMA umístěný v Chile. Do sítě proto mohly být zahrnuty pouze teleskopy západní polokoule.

FAST se může stát centrem interferometru, který bude integrovat čínské, indické, japonské a ruské radioteleskopy. Připojit se k němu mohou i nástroje z východní Evropy. Nový rozsáhlý interferometrický systém může lidstvu přinést také mnoho úžasných objevů.

Doporučuje: