Kina tog helt i bruk världens största radioteleskop

Innehållsförteckning:

Kina tog helt i bruk världens största radioteleskop
Kina tog helt i bruk världens största radioteleskop
Anonim

Kina har äntligen beställt världens största och känsligaste enda radioteleskop. Han lovar att avslöja många hemligheter i universum.

Födelsen av en jätte

Detta är det FAST -verktyget. Detta är en förkortning av frasen Sfäriskt teleskop med femhundra meters bländare, det vill säga "Sfäriskt radioteleskop med en femhundra meters bländare." Detta är en enorm "tallrik" 500 meter i diameter, belägen i en naturlig karstfördjupning.

FAST har ett världsrekord i område och har gått över så stora instrument som amerikanska Arecibo (300 meter i diameter) och ryska BSA (200 400 meter i diameter). Och eftersom ett radioteleskops känslighet är direkt proportionellt mot dess yta, är FAST också det mest känsliga i världen. Med andra ord kan den upptäcka extremt svaga föremål.

Samtidigt tar FAST emot strålning i ett stort våglängdsområde: från 10 centimeter till 4,3 meter. Således täcker den en betydande del av intervallet av radiovågor som överförs av jordens atmosfär: från fraktioner av en millimeter till de första tiotals meterna.

Teleskopspegeln består av 4 500 individuella celler. Denna struktur låter dig finjustera dess form, kompensera för olika deformationer.

Bygget av anläggningen började 2011. Testobservationer har utförts sedan 2016. Och för några dagar sedan togs äntligen teleskopet i drift. Enligt nyhetsbyrån Xinhua har alla tekniska indikatorer för teleskopet nått eller överskridit den planerade nivån.

Enligt Universe Today-publikationen kommer FAST under 2020-2024 att granska hela det himmelrum som är tillgängligt för det. Många kvasarer, radiogalaxer, neutronstjärnor, kosmiska masers och så vidare kommer att falla in i hans synfält.

I detta fall kommer hälften av teleskopobservationstiden att läggas på undersökningen, och den andra hälften kommer att avsättas för andra uppgifter. Låt oss berätta mer om dem.

Kartor över materia i universum

Nästan 80% av atomkärnorna i universum finns i den intergalaktiska gasen, ytterligare 10% - i den interstellära gasen. Det vill säga uppgiften att göra en karta över fördelningen av atomer i universum är i princip reducerad till att kartlägga den intergalaktiska gasen. Det senare är 75% väte och 23% helium väl blandat med det.

Lyckligtvis för astronomer avger väteatomer radiovågor som är 21 centimeter långa. Därför kommer extrem känslighet att göra det möjligt för FAST att bygga storskaliga kartor över materiens fördelning i en stor del av det observerade utrymmet.

Sådan information gör det möjligt att kontrollera universums expansionsmodeller och gravitationsteorin, klargöra begreppet mörk energi och möjligen till och med hitta ytterligare dimensioner.

FAST kommer att bygga mer detaljerade kartor för den lokala gruppen av galaxer. Detta kommer bland annat att göra det möjligt för oss att testa våra idéer om mörk materia.

Låt oss förklara. Man tror att det är mörk materia som har samlats under påverkan av sin egen gravitation i embryon i moderna galaxer. Dess attraktion ackumulerade gas runt dessa klumpar, från vilka stjärnor sedan bildades.

Det är här problemet ligger. Enligt modellen för kall mörk materia (den mest populära bland specialister) borde flera tusen galaxer ha bildats i den lokala gruppen. Endast ett tjugotal observeras. Var är de andra?

Det finns en hypotes att allt annat är mörka galaxer. Detta är namnet på hypotetiska galaxer där stjärnor inte bildas alls på grund av för låg densitet av materia. Sådana system består endast av mörk materia och gas som lockas av dess gravitation, främst väte.

Hittills är mörka galaxer bara frukten av teoretiska konstruktioner. Hittade bara ett fåtal extremt fattiga stjärnor. Den snabba känsligheten bör dock vara tillräcklig för att upptäcka legioner av dessa spökgalaxer i den lokala gruppen. Bara några minuters signalackumulering kommer att räcka för att hitta ett moln av atomväte med en massa av tiotusen solar.

Om observationer visar att det inte finns några mörka galaxer i den lokala gruppen i erforderlig mängd, måste forskare ompröva sina idéer om mörk materia.

Image
Image

Den gigantiska teleskopspegeln ligger i en naturlig karstfördjupning.

Foto av EPA.

Utrymme fyrar

FAST förväntas hjälpa till att upptäcka många radiopulsarer. "Vesti. Nauka" (nauka.vesti.ru) berättade i detalj om dem. Minns att dessa är neutronstjärnor som avger radiovågor i en smal stråle.

Enligt teoretiska uppskattningar finns det ungefär en miljard neutronstjärnor i galaxen, inklusive upp till 200 000 aktiva pulsarer. Samtidigt är observatörer fortfarande medvetna om bara cirka tre tusen av dessa fantastiska föremål.

Även i testobservationsläget, som FAST har varit i sedan 2016, hjälpte han till att upptäcka 102 nya pulsarer. Detta är mer än alla forskargrupper från Europa och USA som hittats på alla instrument under samma period.

Experter tror att ett års fullvärdig operation kommer att räcka för att det nya teleskopet ska upptäcka cirka tusen nya neutronstjärnor.

Lasrar och molekyler

En annan spännande klass av observationsobjekt är rymdmasers, det vill säga naturliga radiolasrar. Mekanismen för masers i Vintergatan är mer eller mindre klar för specialister, även om även här måste många detaljer förtydligas. Men de extremt kraftfulla megamaserna som blinkar i kärnorna i andra galaxer är praktiskt taget Terra Incognita. Även om dessa föremål har varit kända i cirka 40 år, vet astronomer fortfarande inte vilka processer som driver dem.

Forskare hoppas att FAST också kommer att hjälpa till att belysa detta mysterium. I synnerhet har den en chans att bli det första teleskopet som upptäcker en metanolbaserad megamaser (hittills har denna molekyl bara manifesterat sig i mer blygsamma masers).

Förresten, om molekyler. Spektrallinjer med 14 molekyler faller inom teleskopets räckvidd. I synnerhet kommer instrumentets enorma känslighet att göra det möjligt att söka efter komplexa organiska ämnen i galaxen. Sådana observationer bör ge ovärderlig information om den exotiska kemin hos det interstellära mediet. Det är i henne som nyckeln till livets ursprung är dold.

Tillsammans med hela öst

Slutligen kan FAST bli grunden för ett storskaligt nätverk av radioteleskop som fungerar som ett enda instrument (radiointerferometer). Sådana system ger enorm upplösning (förmågan att skilja fina detaljer). Till exempel var det ett sådant nätverk som gjorde det möjligt att få den efterlängtade bilden av ett svart hål 2019.

Vanligtvis i ett sådant schema markeras ett stort huvudteleskop, och resten fungerar som hjälpelement. I det här fallet ska alla verktyg vara placerade, helt enkelt, på ena sidan av jordklotet.

Vid "porträttering" av ett svart hål spelades den första fiolen av ALMA -instrumentet i Chile. Därför kunde endast teleskop på västra halvklotet ingå i nätverket.

FAST kan bli centrum för en interferometer som kommer att integrera kinesiska, indiska, japanska och ryska radioteleskop. Instrument från Östeuropa kan också ansluta till det. Det nya storskaliga interferometriska systemet kan också ge många fantastiska upptäckter för mänskligheten.

Rekommenderad: