De ce pierderea Arecibo este o mare problemă pentru astronomie

Edgard Rivera-Valentín a vizitat pentru prima dată Observatorul Arecibo când era mic.

„Îmi amintesc cu siguranță acest sentiment de a fi uimit”, spune Rivera-Valentín. „Privindu-mă la acest telescop gigantic… am auzit despre toată această muncă îngrijită care se făcea… cu siguranță lasă o impresie.” O știință importantă se petrecea chiar în curtea din spate a orașului natal al lui Rivera-Valentín, Arecibo, Puerto Rico – și într-o zi, Rivera-Valentín a vrut să facă parte din ea.

Ca adult, Rivera-Valentín s-a întors la observator pentru a lucra ca om de știință planetar, folosind Arecibo pentru a cartografi formele și mișcările asteroizilor potențial periculoși din apropierea Pământului. Acum, la Institutul Lunar și Planetar din Houston, Rivera-Valentín continuă să folosească datele Arecibo pentru a studia suprafețele planetare. Așa că vestea recentă că Observatorul din Arecibo va închide a fost „sfâșietoare”.

În august și noiembrie, două cabluri care susțineau o platformă de instrumente științifice de 900 de tone metrice deasupra antenei Arecibo s-au rupt în mod neașteptat. După ce a evaluat daunele, Fundația Națională de Știință, care finanțează Arecibo, a anunțat că telescopul nu poate fi reparat în siguranță și va fi dărâmat (SN: 19/11/20). Dar înainte ca telescopul să poată fi demontat, întreaga platformă de instrumente s-a prăbușit în antenă pe 1 decembrie.

După ce a suferit avarii în ultimele luni, radiotelescopul Observatorului Arecibo din Puerto Rico s-a prăbușit pe 1 decembrie. Cablurile care suspendau o platformă de instrumente științifice deasupra antenei s-au rupt, făcând platforma să cadă în antenă.

Pentru Puerto Rico, pierderea Arecibo este ca și cum New York-ul ar pierde Empire State Building sau San Francisco ar pierde Podul Golden Gate, spune Rivera-Valentín – dar cu tragedia adăugată că Arecibo nu a fost doar o icoană culturală și istorică, ci o cercetare prolifică. facilitate.

„Pierderea Arecibo este o mare pierdere pentru comunitate”, spune Tony Beasley, directorul Observatorului Național de Astronomie Radio din Charlottesville, Virginia. „Ciclul de viață al Arecibo a fost cu adevărat remarcabil și a făcut o știință uimitoare.”

Hărțile radar ale observatorului ale Lunii și Marte, de exemplu, au ajutat NASA să aleagă locuri de aterizare pentru Apollo (SN: 5/1/65) și misiuni Viking (SN: 7/17/76). Și observațiile asteroidului Bennu au ajutat NASA să-și planifice misiunea OSIRIS-REx de a lua o probă din roca spațială (SN: 21/10/2020). Vizualizările din Arecibo ale lunii Titan al lui Saturn au scos la iveală lacuri de hidrocarburi pe suprafața sa (SN: 10/1/03).

Dincolo de sistemul solar, Arecibo a observat flash-uri misterioase de unde radio din spațiul adânc, numite rafale radio rapide (SN: 2/7/20), și distribuția galaxiilor în univers. Arecibo a fost, de asemenea, folosit de zeci de ani în căutarea inteligenței extraterestre (SN: 11/7/92), și a transmis primul mesaj radio către extratereștri în spațiu în 1974 (SN: 23/11/74).

În urma prăbușirii lui Arecibo, comunitatea de radioastronomie va trebui să se uite la ceea ce se întâmplă la Arecibo și să-și dea seama cum să înlocuiască cât de bine putem unele dintre aceste capacități cu alte instrumente”, spune Beasley.

Observatorul Arecibo înainte de prăbușire
În timpul de viață de 57 de ani, uriașul radiotelescop de la Observatorul Arecibo din Puerto Rico (prezentat) a făcut descoperiri importante în știința planetară și astronomie.Universitatea din Florida Centrală

Dar multe dintre capacitățile lui Arecibo nu pot fi înlocuite cu ușurință.

„Arecibo a fost unic din mai multe puncte de vedere”, spune Donald Campbell, astronom la Universitatea Cornell și fost director al observatorului. Pentru început, Arecibo a fost enorm. Cu o lungime de 305 de metri – acoperind aproximativ 20 de acri – Arecibo a fost cea mai mare antenă de radio din lume de când a fost construită în 1963 (SN: 23/11/63) până în 2016, când China și-a finalizat telescopul sferic cu deschidere de cinci sute de metri, sau FAST. Cu un astfel de recipient uriaș pentru a colecta unde radio, Arecibo putea vedea obiecte și fenomene foarte slabe.

Această sensibilitate incredibilă a făcut ca Arecibo să fie deosebit de bun la detectarea obiectelor greu de identificat, cum ar fi stelele neutronice care se rotesc rapid numite pulsari (SN: 1/3/20). Pe măsură ce un pulsar se rotește, mătură un fascicul de unde radio în spațiu ca un far, care apare Pământului ca un radiofar care pâlpâie și se stinge.

„Arecibo a fost regele” observării luminii volubile a pulsarilor, spune Beasley. „Nu va exista o soluție simplă pentru regenerarea acelui nivel de zonă de colectare.” Următorul cea mai mare antenă de radio din Statele Unite este Telescopul Green Bank, lat de 100 de metri, din Virginia de Vest. Telescoapele mai mici pot necesita câteva ore de observare a unei ținte pentru a colecta suficiente unde radio pentru analiză, în timp ce Arecibo a durat doar câteva minute.

Pe lângă dimensiunea sa mamut, Arecibo ar putea transmite și unde radio. „Majoritatea telescoapelor de radioastronomie nu au transmițătoare”, spune Campbell. „Ei doar primesc unde radio din spațiu.” Transmițătoarele radar i-au permis lui Arecibo să arunce undele radio din gazele din atmosferă (SN: 1/31/70), sau suprafețele asteroizilor și planetelor. Semnalele reflectate care au revenit conțineau informații despre țintă, cum ar fi dimensiunea, forma și mișcarea.

„Transmițătoarele de mare putere au permis ceea ce a fost scopul principal inițial al telescopului – studiul ionosferei Pământului”, spune Campbell. Armata SUA, care a finanțat construcția Arecibo, a dorit să înțeleagă mai bine atmosfera Pământului pentru a ajuta la dezvoltarea apărării antirachetă (SN: 2/10/68). Dar transmițătoarele radar de la Arecibo „au fost folosite și pentru a studia corpurile sistemului solar – planetele, lunile, inclusiv propria noastră lună”, spune Campbell. „Mai recent, s-a pus accentul pe studierea asteroizilor din apropierea Pământului” care ar putea fi pe un curs de coliziune cu Pământul.

Alte antene radio mari, precum FAST din China sau Telescopul Green Bank, nu sunt echipate cu transmițătoare radar. Complexul de comunicații în spațiul adânc Goldstone al NASA din deșertul Mojave are o antenă de 70 de metri cu capabilități radar. Dar Goldstone „este folosit atât ca instalație militară, cât și ca parte a Rețelei Deep Space care vorbește cu navele spațiale, așa că nu are mult timp”, spune Rivera-Valentín. „Și nu este la fel de sensibil ca Arecibo”, așa că nu poate vedea atât de mulți asteroizi.

Chiar și la momentul dispariției sale, Observatorul Arecibo avea încă „un viitor științific strălucit”, spune Joan Schmelz, astronom la Asociația de Cercetare Spațială a Universităților din Mountain View, California, și fost director adjunct al observatorului. „Nu se odihnea doar pe lauri.” De exemplu, Arecibo a fost o facilitate cheie pentru proiectul NANOGrav aflat în desfășurare, care folosește observațiile pulsarilor pentru a căuta ondulații în spațiu-timp provocate de găurile negre supermasive (SN: 9/24/15).

Zilele de observare din Arecibo s-ar putea să se fi încheiat, dar asta nu înseamnă că datele de la telescop nu vor mai aduce contribuții științei, spune Schmelz. Unele dintre cele mai interesante descoperiri ale radioastronomiei au apărut din reanalizarea datelor telescopului vechi (SN: 7/25/14). „Oamenii vor continua să analizeze datele Arecibo de ceva timp”, spune ea, „și sperăm că vom vedea noi rezultate științifice pe măsură ce aceste date vor fi analizate și publicate”.