Южная Африка становится одним из самых важных центров радиоастрономии в мире, а происходит это во многом благодаря тому, что на территории ЮАР будет располагаться массив Square Kilometre Array (антенная решётка площадью в один квадратный километр) или SKA, если коротко. Сейчас в засушливой южноафриканской области Кару на площадке SKA открывается новый телескоп, который будет работать в рамках эксперимента HIRAX - The Hydrogen Intensity and Real-time Analysis eXperiment (эксперимент по изучению водородной интенсивности и анализа данных в реальном времени).
Что будет делать HIRAX, и как?
Это будет массив-интерферометр, состоящий из 1024 6-ти метровых антенн. Интерферометры являются чрезвычайно полезными астрономическими приспособлениями, потому что они объединяют сигналы от многих телескопов, входящих в их сеть, чтобы получить такое качество данных, которое сопоставимо с наличием одного телескопа с диаметром тарелки, равным площади, занимаемой массивом.
HIRAX имеет две основные научные задачи: изучение эволюции темной энергии путем отслеживания нейтрального водорода в галактиках, а также выявление и локализацию таинственных радиоисточников, которые ответственны за явления, называемые быстрыми радиовсплесками.
Темная энергия - это таинственная сила, обуславливающая ускоренное расширение нашей вселенной. HIRAX может изучить её с помощью уникальной космической "линейки", предоставленной нам самой природой, называемой барионными акустическими осцилляциями. Они были созданы в очень ранней Вселенной, которая тогда была горячим и плотным супом частиц и света и небольшие несимметричные особенности породили звуковые волны в этом первобытном супе.
Эти волны переносили материю по мере того, как они перемещались. Происходило это до тех пор, когда материя и свет разделились, распределяя материю вполне определённым образом. Так, нейтральный газообразный водород является основным индикатором распределения материи во вселенной.
Этот нейтральный водород испускает сигнал на частоте 1420 МГц, которая находится в границах частот, используемых мобильными сетями и телевизионными каналами UHF. А по мере того, как вселенная расширяется, длина волны сигнал вытягивается и переходит к более низким частотам.
Проект HIRAX будет работать на частотах между 400 и 800 МГц, позволяя наблюдать нейтральный водород во вселенной возрастом от 7 до 11 миллиардов лет назад. Изучение характеристик темной энергии в это далёкое время имеет потенциал в плане получения её свойств, так как именно тогда тёмная энергия стала основным компонентом во вселенной и ускорила ее расширение.
Вторая область научных исследований HIRAX включает таинственные, яркие, миллисекундные вспышки, которые ученые называют быстрыми радиовсплесками. Ученые до сих пор не понимают, что их вызывает. Их также трудно обнаружить и локализовать, так как они очень коротки, а большинство телескопов могут наблюдать лишь за небольшой областью неба.
Большое поле зрения HIRAX позволит ему ежедневно наблюдать большие части неба, поэтому, когда произойдёт вспышка, инструмент будет иметь больше шансов наблюдать её. Исследователи ожидают, что телескоп увидит до десятка этих вспышек в день. Чтобы понять, насколько это много, можно сказать, что сейчас их наблюдалось всего несколько десятков.
У HIRAX будет уникальная возможность выяснить, где именно в небе эти быстрые радиовсплески происходят. Это удастся достигнуть благодаря созданию нескольких небольших "следящих" массивов, состоящих всего лишь из восьми тарелок. Они, в сочетании с основным массивом, помогут локализовать эти всплески в пределах их галактик.
