Самый большой радиотелескоп в мире — SKA — увидел «первый свет»

Радиоволны — в самом дальнем конце электромагнитного спектра — длиннее, чем волны видимого света. Именно поэтому радиоастрономия получает преимущества от больших расстояний между антеннами. Чем больше расстояние между антеннами, тем чётче телескоп «видит» радиоволны. Ещё с 1990-х годов астрономы планировали крайне большой радиотелескоп, самый большой на данный момент.

SKAMPI — прототип радиотелескопа обсерватории Square Kilometer Array Observatory (SKAO) в Южной Африке в Кару — «увидел» южное небо на изображении «первого света». Источник: SKAO / MPIfR / Gundolf Wieching 📷

SKA означает «Площадь в Квадратный Километр» (Square Kilometre Array). Когда в конце 2020-х годов его первая фаза будет завершена, он станет самым большим радиотелескопом в мире. Его антенны будут находиться на двух площадках — одна в Австралии, а другая в Южной Африке (и в итоге в нескольких других африканских странах). Площадка Карру в Южной Африке будет иметь 197 антенн-тарелок. 25 января 2023 года Обсерватория SKA сообщила, что прототип телескопа в Карру, названный SKAMPI, увидел «первый свет», и получил первые данные южного неба.

Первое изображение антенны телескопа SKA. Она была нацелен на южное небо, в 2,5-ГГц диапазоне электромагнитного спектра. Полный овал (включая серую часть) — это полное небо с галактическим центром Млечного Пути посередине. Радиоизлучение справа показывает часть неба (яркая линия которой представлен Млечный Путь), которую телескоп может наблюдать из Южной Африки. Источник: SKAMPI / SKAO 📷

Изображение показывает радиоизлучение центра нашей галактики Млечный Путь и источник радиоизлучения в сердце Млечного Пути Sgr A* (скорее всего, связанный чёрной дырой в центре нашей галактики), а также яркую радиогалактику Centaurus A и оба Магеллановы Облака (большое и малое), и некоторые области звездообразования во Млечном Пути.

Прототипная антенна южноафриканского SKA, названная SKAMPI (акроним от Square Kilometre Array и института радиоастрономии Макса Планка), сама по себе является радиотелескопом. Он будет изучать пульсары и радиоизлучение Млечного Пути. Но это далеко не единственная его цель. SKAMPI — это прототип 197-дисковой антенной решётки, которая будет составлять южноафриканскую часть Обсерватории SKA.

В радиоастрономии объединение множества телескопов в так называемый интерферометрический массив увеличивает разрешение: чем больше телескоп, тем лучше разрешение, но практические ограничения не позволяют построить настолько большой телескоп. В данный момент китайский FAST является самым большим одиночным радиотелескопом в мире, имеющим диаметр 500 метров. В случае SKAO это будет телескоп диаметром 150 километров.

Антенны SKA-Low в Австралии напоминают серебристые ёлки. Они измеряют волны на более длинных волнах, чем антенны в Южной Африке. Источник: SKAO 📷

В 2021 году инициатива создания Square Kilometre Array превратилась в межправительственную организацию, ставшую второй астрономической после Европейской южной обсерватории (ESO), и на данный момент включает в себя девять стран-участниц. В декабре 2022 года SKAO провела церемонии закладки первого камня на обеих своих обсерваториях и начала фазу строительства.

Первое изображение от полной обсерватории, скорее всего, будет сложно определить, так как антенны будут начинать использоваться по мере их строительства. Однако если учесть опыт предшествующей обсерватории MeerKAT, расположенной на той же площадке, то можно ожидать некоторых исключительных научных открытий по мере увеличения этой радиообсерватории. Кстати, 64 антенны MeerKAT будут включены в итоговый SKA вместе со SKAMPI и его последующими аналогичными антеннами.