На церемоніях закладання фундаменту, що одночасно відбулися 5 грудня поточного року в Південній Африці та Австралії, керівники проєкту офіційно оголосили про початок будівництва найбільшого радіотелескопа, який коли-небудь створювали земляни.
Телескоп, який назвали «Обсерваторія масиву антен площею квадратний кілометр» (Square Kilometer Array Observatory, SKAO) — ідеться про загальну площу, яку охоплять антени після завершення будівництва — це не один детектор, а їх сукупність, з’єднаних на двох континентах методом, відомим як інтерферометрія. Цим методом «Телескоп горизонту подій» — Event Horizon Telescope, EHT — зробив перший в історії знімок чорної діри в 2019 році.
Австралійська частина масиву під назвою SKA-Low призначена для реєстрації радіовипромінювання низьких частот від 50 до 350 мегагерц. Натомість південноафриканська частина SKA-Mid буде фіксувати частоти від 350 мегагерц до 15,4 гігагерц. SKA-Low складатимуть 131 000 антен, кожна у формі ялинки по два метри заввишки. SKA-Mid матиме 197 антен у формі тарілки.
Один із найпотужніших у світі радіотелескопів MeerKAT стане складовою SKA-Mid, коли повністю стане до ладу. 64 тарілки MeerKAT вже встановлено на території Південної Африки.
Ще шість країн уклали угоди про партнерство зі SKAO: Китай, Італія, Нідерланди, Португалія, Швейцарія та Великобританія. Кілька інших країн розглядають можливість участі в роботі цієї обсерваторії в найближчі роки.
Зведені в одне зображення світлини радіотелескопа SKA, будівництво якого почалося 5 грудня 2022 року. На ньому показано майбутні антени SKA-Mid з наявними антенами MeerKAT у Південній Африці та майбутні станції SKA-Low поряд з наявним прототипом AAVS2.0 (Aperture Array Verification System 2.0) в Австралії. Авторські права на зображення: SKAO. Фото з сайту www.universetoday.com.
Концепцію SKAO, вперше запропоновану на початку 1990-х років, розробляли десятиліттями, тому теперішню церемонію багато дослідників чекали надто довго. Голова ради SKAO доктор Катрін Сезарскі (Catherine Cesarsky) відзначила початок будівництва у Південній Африці, сказавши: «Проєкт SKA розробляли багато років. Сьогодні ми зібралися тут, щоб відзначити ще один важливий етап на цьому 30-річному шляху, який ми пройшли разом. Шлях, щоб встановити найбільший у світі науковий інструмент».
Але попереду довгий шлях до «першого світла». Згідно з очікуваннями, будівництво триватиме ще десять років. Але перше «підтвердження концепції» відбудеться у 2024 році, коли шість австралійських станцій і чотири південноафриканські тарілки будуть виведені в режим взаємодії для тестування. До 2028 р. площа антен сягне майже 500 000 квадратних метрів, що становить половину квадратного кілометра, передбаченого проєктом. Коли його нарешті завершать, це буде найпотужніший у світі радіотелескоп.
Наукові цілі SKAO такі ж амбітні, як і проєкт будівництва. Хоча астрономи з будь-якої країни зможуть подати заявку на спостережний час, на початку роботи більшу його частину буде відведено для вивчення заздалегідь визначених наукових цілей високого пріоритету. Правління SKAO визначило 44 основні цілі у восьми категоріях. Ось ці категорії.
Космічний світанок і епоха реіонізації
Наукові пріоритети в цій категорії становитимуть вивчення епохи реіонізації, фази раннього Всесвіту приблизно через 400 мільйонів років після Великого Вибуху. На той час гаряча щільна плазма зникла і з’явилися перші яскраві об’єкти, які іонізували первинні гази. Масив антен площею квадратний кілометр стане першим достатньо потужним телескопом, щоб чітко побачити цю ранню еру світла.
Пульсари
SKAO виконає докладний огляд пульсарів і дасть астрономам для роботи набагато більшу вибірку цих об’єктів, ніж є нині. Пульсари (нейтронні зорі, що обертаються) важливі для перевірки сили тяжіння в екстремальних ситуаціях. Особливо захопливо було б знайти пульсар, що обертається навколо чорної діри. Це дало б змогу перевірити фундаментальні принципи теорії гравітації.
HI
HI означає звичайний газоподібний водень, найпоширеніший елемент у Всесвіті. Він становить більшу частину міжзоряного середовища, і спостереження лінії водню можуть розповісти нам про утворення галактик, формування зір в нашій галактиці та великомасштабну структуру Всесвіту (космічна павутина).
Швидкоплинні процеси
Це стосується вивчення короткочасних астрономічних подій, зазвичай, високоенергетичних спалахів, які тривають у межах відтинку часу менше секунди до, можливо, тижнів або місяців перед згасанням. Цілі в цій категорії передбачають спостереження за злиттям чорних дір в електромагнітному спектрі одночасно з детекторами гравітаційних хвиль, спостереження за спалахами гамма-випромінювання та вирішення проблеми «зниклого баріона» (ідеться про звичайну речовину, якої начебто менше, ніж мало б бути у Всесвіті).
Колиска життя
У цій категорії питання вивчення екзопланет, на яких може бути життя, зокрема і пошук позаземного розуму через вияв технічних ознак, а також вимірювання кількості добіотичних молекул в інших районах Всесвіту.
Магнетизм
SKAO дасть змогу вивчати магнітні поля в найбільших масштабах. Дослідники сподіваються зрозуміти, як магнітні поля формують космічну структуру і розподіл матерії та енергії у Всесвіті в цілому.
Космологія
Цілі космології зосереджені на великих питаннях про Всесвіт та його формування, зокрема картографування темної матерії/темної енергії в радіочастотах, перевірку загальної теорії відносності за допомогою високоточних вимірювань і складання мап, що відображають початкові умови існування матерії у Всесвіті.
Континуум
Континуум — це неперервний електромагнітний спектр об’єкта в певному діапазоні довжин хвиль. У цьому контексті SKAO вивчатиме утворення зір, а також роль чорних дір у формуванні галактик. Науковці також шукатимуть ефекти гравітаційних лінз для дослідження темної матерії та районів Всесвіту з високим червоним зміщенням (тобто дуже старих).
Перетворення телескопів SKA в реальність: наступна глава. Авторські права на відеоролик: SKAO.
Також до останньої категорії належить реєстрація можливих рідкісних чи випадкових астрономічних подій. SKAO є інструментом, що широко досліджуватиме нічне небо, а не орієнтуватиметься на окремі об’єкти, тому він матиме високі шанси випадково вловити несподівані події та унікальні об’єкти. Однією з технічних проблем, пов’язаних із втіленням SKAO у реальність, є розвиток обчислювальних потужностей. Вони мають бути щонайкращими, щоб опрацьовувати масу даних, збираних телескопом, і вибирати об’єкти, які можуть викликати потенційний інтерес.
Загалом, SKAO обіцяє розпочати захопливу нову еру в радіоастрономії. Про це ще рано говорити, і до «першого світла» ще багато років, але великої кількості інформації, яку SKAO зможе збирати після введення в дію, достатньо, щоб у будь-якого шанувальника астрономії макітрилась голова.
Прес-реліз: «Обсерваторія SKA святкує початок будівництва телескопа в Австралії та Південній Африці» («SKA Observatory celebrates start of telescope construction in Australia and South Africa.»).
Звіт SKAO про пріоритетні наукові результати (див. Додаток А з докладним описом кожного пріоритету).
За інф. з сайту www.universetoday.com підготував Іван Крячко
