Китай напълно въведе в експлоатация най -големия радиотелескоп в света

Съдържание:

Китай напълно въведе в експлоатация най -големия радиотелескоп в света
Китай напълно въведе в експлоатация най -големия радиотелескоп в света
Anonim

КНР най -накрая пусна в експлоатация най -големия и най -чувствителен единичен радиотелескоп в света. Той обещава да разкрие много тайни на Вселената.

Раждането на гигант

Това е БЪРЗИЯ инструмент. Това е съкращение от израза Петстотин метров диафрагмен сферичен телескоп, тоест „Сферичен радиотелескоп с петстотин метрова бленда“. Това е огромна "плоча" с диаметър 500 метра, разположена в естествена карстова депресия.

FAST държи световен рекорд в областта, изпреварвайки такива мащабни инструменти като американския Arecibo (300 метра в диаметър) и руския BSA (200 400 метра в диаметър). И тъй като чувствителността на радиотелескоп е правопропорционална на неговата площ, FAST е и най -чувствителната в света. С други думи, той е в състояние да открива изключително тъмни обекти.

В същото време FAST получава радиация в огромен диапазон на дължината на вълната: от 10 сантиметра до 4,3 метра. По този начин той обхваща значителна част от обхвата на радиовълните, предавани от земната атмосфера: от части от милиметър до първите десетки метри.

Огледалото на телескопа се състои от 4500 отделни клетки. Тази структура ви позволява фино да регулирате формата си, компенсирайки различни деформации.

Строителството на съоръжението започна през 2011 г. Тестовите наблюдения се извършват от 2016 г. И преди няколко дни телескопът най -накрая беше пуснат в експлоатация. Според агенция Синхуа всички технически показатели на телескопа са достигнали или надхвърлили планираното ниво.

Според публикацията на Universe Today, през 2020-2024 г. FAST ще прегледа цялата налична за него небесна зона. В полезрението му ще попаднат множество квазари, радио галактики, неутронни звезди, космически мазери и така нататък.

В този случай половината от времето за наблюдение на телескопа ще бъде изразходвано за проучването, а другата половина ще бъде разпределена за други задачи. Нека ви разкажем повече за тях.

Карти на материята във Вселената

Почти 80% от атомните ядра във Вселената се намират в междугалактическия газ, още 10% - в междузвездния газ. Тоест задачата да се направи карта на разпределението на атомите във Вселената се свежда основно до картографиране на междугалактическия газ. Последният е 75% водород и 23% хелий, добре смесен с него.

За щастие на астрономите, водородните атоми излъчват радиовълни с дължина 21 сантиметра. Следователно, изключителната чувствителност ще позволи на FAST да изгради мащабни карти на разпределението на материята в голяма част от наблюдаваното пространство.

Такава информация ще позволи да се проверят моделите на разширяване на Вселената и теорията на гравитацията, да се изясни концепцията за тъмна енергия и евентуално дори да се намерят допълнителни измерения.

FAST ще изгради по -подробни карти за Местната група галактики. Освен всичко друго, това ще ни позволи да изпробваме представите си за природата на тъмната материя.

Нека обясним. Смята се, че тъмната материя се е събрала под влиянието на собствената си гравитация в ембрионите на съвременните галактики. Привличането му натрупва газ около тези купчини, от които впоследствие се образуват звезди.

Тук се крие проблемът. Според модела на студената тъмна материя (най -популярният сред специалистите) в Локалната група е трябвало да се образуват няколко хиляди галактики. Наблюдават се само около двадесет. Къде са другите?

Има хипотеза, че всичко останало е тъмни галактики. Това е името на хипотетични галактики, в които звездите изобщо не се образуват поради твърде ниската плътност на материята. Такива системи се състоят само от тъмна материя и газ, привлечени от нейната гравитация, главно водород.

Досега тъмните галактики са само плод на теоретични конструкции. Открихме само няколко системи, изключително бедни на звезди. Чувствителността на БЪРЗО обаче трябва да е достатъчна за откриване на легиони от тези галактики -призраци в Локалната група. Само няколко минути натрупване на сигнал ще бъдат достатъчни, за да се намери облак от атомен водород с маса от десет хиляди слънца.

Ако наблюденията покажат, че в Местната група няма тъмни галактики в необходимото количество, учените ще трябва да преразгледат своите представи за природата на тъмната материя.

Image
Image

Гигантското телескопно огледало е разположено в естествена карстова депресия.

Снимка от EPA.

Космически маяци

Очаква се FAST да помогне за откриването на много радиопулсари. "Vesti. Nauka" (nauka.vesti.ru) разказа за тях подробно. Припомнете си, че това са неутронни звезди, които излъчват радиовълни в тесен лъч.

Според теоретичните оценки в Галактиката има около един милиард неутронни звезди, включително до 200 000 активни пулсара. В същото време наблюдателите все още са наясно само с около три хиляди от тези невероятни обекти.

Дори в тестовия режим на наблюдение, в който FAST е от 2016 г., той помогна за откриването на 102 нови пулсара. Това е повече, отколкото всички изследователски екипи от Европа и Съединените щати откриха по всички инструменти за същия период.

Експертите смятат, че една година пълноценна работа ще бъде достатъчна, за да може новият телескоп да открие около хиляда нови неутронни звезди.

Лазери и молекули

Друг интригуващ клас обекти на наблюдение са космическите мазери, тоест естествените радиолазери. Механизмът на действие на мазерите в Млечния път е повече или по -малко ясен за специалистите, въпреки че и тук трябва да се изяснят много подробности. Но изключително мощните мегамазери, които мигат в ядрата на други галактики, на практика са Terra Incognita. Въпреки че тези обекти са известни от около 40 години, астрономите все още не знаят какви процеси ги движат.

Учените се надяват, че БЪРЗО ще помогне да се хвърли светлина и върху тази мистерия. По-специално, той има шанс да стане първият телескоп, открил мегамазер на базата на метанол (досега тази молекула се е проявявала само при по-скромни мазери).

Между другото, за молекулите. Спектрални линии от 14 молекули попадат в обхвата на телескопа. По -специално, огромната чувствителност на инструмента ще направи възможно търсенето на сложни органични вещества в Галактиката. Такива наблюдения трябва да предоставят безценна информация за екзотичната химия на междузвездната среда. Именно в нея се крие ключът към произхода на живота.

Заедно с целия Изток

И накрая, FAST може да се превърне в основа за мащабна мрежа от радиотелескопи, работещи като един инструмент (радиоинтерферометър). Такива системи осигуряват огромна разделителна способност (способността да се разграничават фини детайли). Например, именно такава мрежа позволи да се получи дългоочакваното изображение на черна дупка през 2019 г.

Обикновено в такава схема се подчертава голям основен телескоп, а останалите работят като спомагателни елементи. В този случай всички инструменти трябва да бъдат разположени, просто казано, от едната страна на земното кълбо.

В случай на "изобразяване" на черна дупка, първата цигулка е свирена от инструмента ALMA, разположен в Чили. Следователно в мрежата могат да бъдат включени само телескопи от Западното полукълбо.

FAST може да се превърне в център на интерферометър, който ще интегрира китайски, индийски, японски и руски радиотелескопи. Към него могат да се свържат и инструменти от Източна Европа. Новата мащабна интерферометрична система също може да донесе много невероятни открития на човечеството.

Препоръчано: