Astronomiczne bum w Portoryko

Astronomiczne bum w Portoryko

Zawalił się największy radioteleskop, ale są jeszcze potężniejsze i bardziej czułe

Przeszło 300-metrowy radioteleskop Arecibo w Portoryko przestał istnieć 1 grudnia 2020 r. Już od pewnego czasu wykazywał oznaki słabości, więc katastrofa nie była wielkim zaskoczeniem i – co ważniejsze – nie pociągnęła ofiar w ludziach. A był to obiekt słynny, niemal legendarny, niegdyś odwiedzany przez wycieczki, przez długie lata największy radioteleskop na świecie. Dopiero w 2016 r. Chińczycy zbudowali potężniejsze urządzenie.

Prawie 30 lat temu nasz radioastronom Aleksander Wolszczan zapoczątkował w tym miejscu odkrycia planet krążących wokół innych gwiazd niż Słońce, dzięki czemu niemal otarł się o Nobla. Wszyscy kinomani mogli zobaczyć tę imponującą konstrukcję także w kluczowej scenie filmu o Jamesie Bondzie „Golden Eye” i innych hollywoodzkich hitach. Teleskop, poza celami astronomicznymi, był również wykorzystywany przez wywiad Stanów Zjednoczonych do określania pozycji stacji radarowych ZSRR na podstawie sygnałów odbitych od Księżyca. A w 1974 r. przy jego pomocy wyemitowano w kierunku Gromady Herkulesa wiadomość skierowaną do potencjalnych obcych, którzy jednak nie odpowiedzieli. Wreszcie w 2008 r. radioteleskop Arecibo został wpisany na listę National Register of Historic Places.

Kopuła nad czaszą

Arecibo nie był młodzieńcem, zbudowano go w 1963 r. Już w sierpniu ub.r. zaobserwowano niepokojące objawy zmęczenia materiału. Urwał się wówczas jeden z kabli podtrzymujących metalową platformę znajdującą się nad radioteleskopem, powodując uszkodzenie jego ogromnej, 305-metrowej czaszy. Wtedy amerykańska National Science Foundation (NSF) zastanawiała się nad dalszymi losami urządzenia, bo jego ewentualna naprawa mogła się okazać zbyt ryzykowna dla ludzi. Fundacja rozpoczęła zatem opracowywanie planu likwidacji. Zakładał on zachowanie jak największej ilości pozostałej infrastruktury obserwatorium Arecibo, aby była ona wciąż dostępna dla przyszłych misji badawczych i edukacyjnych. Pomyślano nie tylko o naukowcach, którzy zajmowali się badaniami kosmosu, ale także o okolicznych mieszkańcach tego nienajbogatszego terytorium zależnego USA, którzy żyli z turystyki.

Gdy przygotowywano już dostawę zapasowych kabli pomocniczych i kabli tymczasowych, 6 listopada pękł także główny kabel na podtrzymującej konstrukcję wieży. Na podstawie pomiarów naprężeń drugiego zerwanego kabla inżynierowie doszli do wniosku, że także pozostałe kable są prawdopodobnie słabsze, niż pierwotnie zakładano. Wielka i ciężka, ważąca 900 ton kopuła odbiornika (naukowcy nadali jej przydomek gregoriańska z uwagi na kształt), zawieszona na trzech grubych linach stalowych nad ogromną czaszą mogła budzić trwogę. I tak 1 grudnia o godz. 6.55 czasu lokalnego zaczęły się zrywać po kolei liny podtrzymujące konstrukcję. Wszystko spadło na dół, jeszcze bardziej niszcząc czaszę. Dodatkowo uszkodzeniu uległy dwie kolejne wieże, z których biegły kable podtrzymujące instalację odbiornika, a także budynki obserwatorium. Katastrofa została sfilmowana zarówno z dołu, jak i z góry, z kamery krążącego nad teleskopem drona, a oba kilkunastosekundowe filmy znalazły się w internecie.

Trzeba się pożegnać z tym obserwatorium, które zapisało się w pamięci wielu polskich astronomów, i poszukać dla nich innego miejsca, z którego można  nadawać i odbierać sygnały radiowe przychodzące z przestrzeni nie tylko okołoziemskiej, ale nawet z bardzo odległych galaktyk.

Następcy Arecibo

Gdzie się podzieją nasi naukowcy, którzy jako grupa stanowią dziś niemały i liczący się w świecie potencjał badawczy? Gdzie znajdą urządzenia i warunki atmosferyczne dogodne do badań nieba? Przecież nie w Polsce, gdzie atmosfera często jest zasnuta chmurami, mgłami i coraz gęstszym smogiem. Z tym pytaniem zwróciliśmy się do prof. Marka Sarny, prezesa Polskiego Towarzystwa Astronomicznego.

– Na świecie jest podobne urządzenie, o wiele bardziej czułe. To Five hundred meter Aperture Spherical Telescope (FAST), czyli kopiujący ideę Arecibo 500-metrowy radioteleskop chiński. Pytanie, czy przyjmie on polskich radioastronomów z Torunia, Krakowa, Olsztyna? Istnieją jeszcze dwie świetne możliwości i polscy naukowcy już z nich korzystają. Jedną jest LOFAR – to kilkadziesiąt anten rozmieszczonych w kilku krajach europejskich. W Polsce mamy trzy z nich, ich koordynatorem jest prof. Andrzej Krankowski z Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego. Drugim urządzeniem jest radioteleskop ALMA na pustyni Atacama w Chile, położony wysoko w górach (ponad 5000 m n.p.m.). Jest to system 66 anten zbierających sygnały w zakresie mikrofalowym. Polscy astronomowie mają do niego dostęp w związku z naszym członkostwem w Europejskim Obserwatorium Południowym (ESO). ESO ma 37% udziałów w ALMA. Polscy astronomowie biorą też udział w konkursach propozycji badawczych. Kilka z nich zostało już zrealizowanych.

– ALMA to przede wszystkim sieć ponad 60 teleskopów działających wspólnie, aby uzyskać maksymalnie dużą rozdzielczość przestrzenną (czyli dokładność rozdzielenia szczegółów obrazu nieba) – wyjaśnia dr Agata Karska z Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu. – Czułość takiej sieci zależy od powierzchni zbierającej wszystkich jej anten. Teleskop Arecibo miał gigantyczną powierzchnię zbierającą i stąd jego możliwość odkrywania nawet bardzo słabych sygnałów z kosmosu. Warto jednak zauważyć, że mimo wielkiej średnicy (305 m) jego zdolność rozdzielania szczegółów obrazu była znacznie mniejsza niż sieci takich jak ALMA. Poza tym działał w paśmie radiowym, podczas gdy ALMA obserwuje na falach krótszych – milimetrowych i submilimetrowych. Nasi astronomowie, aby móc przeprowadzić obserwacje, muszą najpierw złożyć wniosek, który jest rozpatrywany przez międzynarodowy komitet selekcyjny. Tego rodzaju obserwacje wykonujemy m.in. w kierowanym przeze mnie Centrum Doskonałości Astrofizyka i Astrochemia na UMK.

W poszukiwaniu życia

Aby przybliżyć sens korzystania z tak wielkich i czułych narzędzi obserwacji nieba, warto zacytować fragment artykułu opublikowanego w czasopiśmie „Urania” przez dr Agatę Karską i prof. Dariusza Lisa. Badacze kosmosu poszukują w przestrzeni wszechświata śladów wody, a zatem i życia, i dzięki takim urządzeniom jak Arecibo czy ALMA znajdują je.

„Rezerwuary wody w Układzie Słonecznym znajdują się daleko od Słońca – głównie tam, gdzie jest zimno. Ziemia zawiera jednak 10 razy więcej wody niż meteoryty w odległości 1 j.a. od Słońca. Z tego powodu uważamy, że pierwotna woda na Ziemi po prostu wyparowała, a obecna woda musiała zostać dostarczona ponownie później, przez planetoidy lub komety. (…) Nowe odbiorniki na ALMA (…) umożliwią obserwację wody o bardzo dużej precyzji z powierzchni Ziemi, oczywiście przy szczególnie korzystnych warunkach pogodowych. Podsumowując, składniki chemiczne potrzebne do powstania życia są szeroko rozpowszechnione we wszechświecie i związane z obszarami powstawania gwiazd. Układy planetarne mogą powstawać wokół większości gwiazd. Dotychczas odkryte układy planetarne są jednak odmienne od naszego Układu Słonecznego. Struktura i skład chemiczny tych obszarów są obecnie badane (…) przy pomocy najnowszych instrumentów. Bez wątpienia astrochemia i astrobiologia będą jednymi z najbardziej dynamicznie rozwijających się dziedzin astronomii w XXI w.”.

Znajdziemy wreszcie to życie pozaziemskie? Astronomowie wciąż nad tym pracują.

 

b.tumilowicz@tygodnikprzeglad.pl

Fot. AFP/East News

Wydanie: 3/2021

Kategorie: Nauka

Napisz komentarz

Odpowiedz na treść artykułu lub innych komentarzy