В Австралии и Южной Африке началось строительство новой радиообсерватории, которая станет крупнейшей в мире. Речь о проекте Square Kilometer Array (SKA), он разрабатывался около тридцати лет и наконец перешёл в стадию практической реализации; две группы радиоантенн, размещённые на двух континентах, будут работать в несколько разных диапазонах длин волн и, соответственно, решать разные задачи по наблюдению за космосом. Планируется, что обе части обсерватории будут готовы ко вводу в эксплуатацию в конце текущего десятилетия.
Обсерватория SKA — это международная организация, в которой участвуют десятки стран. Телескоп в Южной Африке (SKA-Mid) будет состоять из 197 радиоантенн-тарелок для улавливания радиоволн средних частот в диапазоне от 350 МГц до 15 ГГц. Этот телескоп будет изучать структуру нейтронных звёзд, органические молекулы возле новообразованных планет, а также структуру Вселенной на самом крупном масштабе.
Австралийский телескоп (SKA-Low) на западе континента будет наблюдать небо на более низких радиочастотах. Он будет состоять из 512 станций—радиоантенн, расположенных на 74-километровом отрезке. Место для будущего телескопа располагается на территории радиообсерватории Мерчисона (Murchison Radio-astronomy Observatory) в специальной зоне радиотишины, где уже действуют несколько астрономических инструментов радиодиапазона.
Каждая из 512 станций телескопа SKA-Low состоит из 256 дипольных антенн, расположенных на участках шириной 35 метров. Эти антенны по форме скорее похожи на новогоднюю ёлку, а сигналы с разных таких «ёлок» объединяются при помощи системы электронных логических элементов, благодаря чему телескоп можно «направлять» в разные точки неба, то есть настраивать на получение сигналов с конкретного участка небесной сферы. Диапазон частот антенн — от 50 МГЦ до 350 МГц. Соответствующие длины волн составляют порядка метра и больше, поэтому антенны и не выглядят как привычные спутниковые тарелки — вместо этого дипольные антенны напоминают скорее «древние» антенны телевизоров. Всего в австралийском массиве будет 131 тысяча таких диполей.
Обсерватория позволит отследить историю Вселенной в самом начале её существования, в один из ключевых периодов её эволюции, который называют «космическим рассветом» — когда звёзды и галактики в первый раз осветили космическое пространство. Соответственно этот же период — ещё и окончание «тёмных веков» — некоторого отрезка времени после Большого Взрыва, когда Вселенная охладилась в результате первоначального расширения, при этом пространство заполнилось тёмной материей а также нейтральными атомами водорода и гелия.
Свет от первых звёзд через какое-то время преобразил Вселенную: излучение опять привело к ионизации атомов водорода, разрывая их на электроны и протоны. Событие ионизации «осветило» Вселенную: вместо тёмной и нейтральной она стала ионизированной и ясно освещённой.
Обсерватория SKA будет наносить на карту неба области «тумана» от нейтрального водорода, проявляющиеся на низких радиочастотах. Это позволит исследовать рождение и эволюцию самых ранних звёзд и галактик.
Для объектов несколько ближе к нам будет использоваться телескоп на низких радиочастотах. В частности, он будет исследовать вращение пульсаров. Это быстровращающиеся нейтронные звёзды, которые испускают направленный поток радиации, вращающийся вместе со звездой. Их периоды обращения составляют доли секунды, и они могут служить очень точными естественными часами, помогающими точно отмерять промежутки времени для фиксации галактических событий. Изменение периода между соседними «отсчётами» таких часов может означать прохождение гравитационной волны, т.е. по ним можно изучать деформации пространства-времени. Также при помощи новой радиообсерватории можно будет изучать Солнце и ближайшее космическое окружение Земли.
Автор — Сергей Шапиро, «XX2 век».
Источники: https://theconversation.com/in-australia-and-south-africa-construction-has-started-on-the-biggest-radio-observatory-in-earths-history-195818, https://phys.org/news/2022-12-australia-momentous-radio-telescope.html.
✳ Друзья! Если вам нравится то, что мы делаем, вы очень поможете нам, подписавшись на канал «XX2 век». Также мы будем рады вашим лайкам и репостам на «Дзене» и в других соцсетях и подпискам на Sponsr.ru или Boosty. Поддержите распространение научного знания, научного взгляда на мир и информации о технологиях и о том, куда движется человечество.