Teleskoopit, radioteleskoopit ja gravitaatioaaltoilmaisimet

Viime aikoina tähtitieteilijät ovat saavuttaneet merkittäviä saavutuksia. Ensin he onnistuivat ottamaan maailman ensimmäisen suoran valokuvan mustasta aukosta, josta kirjoitamme muualla tässä MT:n numerossa. Hieman aikaisemmin he vangisivat ensimmäisen kerran eksoplaneetan HR8799e (1) ja sen ilmakehän. Ja kaikki kosmisten aistiemme ansiosta.

Kuten tiedät, kaukoputkia on monenlaisia, ja ne eroavat pääasiassa siitä, mitä ne ampuvat. kaukoputket optinen ne käyttävät näkyvää valoa. Röntgen havaita kohteet ultraviolettivaloa lyhyemmällä aallonpituusalueella. Teleskoopit toiminnassa infrapunassa käyttää näkyvää valoa pidempiä aallonpituuksia, ja ultravioletti - näkyvää valoa lyhyempi. Yhdessä ne muodostavat kosmisen lajimme.

Huhu on ns radioteleskooppiverkko, joista suurimmat antennit ovat halkaisijaltaan jopa puoli kilometriä. He työskentelevät kentällä. Tämän tyyppisten observatorioiden maailmanlaajuisen verkoston, nimeltään nimi, ansiosta saatiin nyt kuuluisa kuva Messier 87 -galaksin keskustassa sijaitsevasta massiivisesta mustasta aukosta.

Ja kosketa nimeä? No, tätä tunnetta voisi verrata syntymään gravitaatioaaltojen tähtitiede. ilmaisimia, kuten LIGO lopuksi he tuntevat tilan värähtelyn, joka liittyy kosketukseen.

Kanariansaarilta Etelä-Afrikkaan

Vaikka kymmenen vuotta on kulunut, Kanariansaarilla sijaitsevassa Gran Telescopio Canariasissa (GTC) on edelleen suurin meille tunnetuista kaukoputkista.

Pääpeili koostuu 36 kuusikulmaisesta segmentistä. Observatoriossa on myös useita tukilaitteita, kuten CanariCam, kamera, joka pystyy tutkimaan tähtien ja planeettojen lähettämää keskialueen infrapunavaloa. CanariCamilla on myös ainutlaatuinen kyky näyttää polarisoidun valon suunnan ja estää kirkkaan tähtien valon, jolloin eksoplaneetat näkyvät paremmin.

Mediasta luemme usein myös parilla kaukoputkella tehdyistä löydöistä. Kek I ja II 10 metrin peileillä, jotka sijaitsevat WM Keckan observatoriossa, lähellä Havaijin tulivuoren Mauna Kean huippua. Muodostuvat toisiinsa yhdistetyt teleskoopit Keck interferometri, joka on yksi maailman suurimmista.

Kalifornian yliopisto ja Lawrence Berkeley Laboratory aloittivat tämän laitteen kehittämisen vuonna 1977. Amerikkalainen liikemies ja hyväntekijä Howard B. Keck lahjoitti rakentamiseen tarvittavan 70 miljoonaa dollaria. Kek-1-kiipeily alkoi vuonna 1985.

3. Maan päällä olevien teleskooppien kokovertailu:

1. Erittäin suuri teleskooppi, 2. Erittäin suuri teleskooppi, 3. Keck-teleskoopit (Keck I ja Keck II), 4. 5 metrin kaukoputki, 6. Canary Large -teleskooppi (Gran Telescopio Canarias), 7. Subaru-teleskooppi, 8. Etelä-Afrikan teleskooppi . , 9. uuden teknologian teleskooppi, 10. jättiläinen Magellani-teleskooppi, XNUMX. suuri suuri synoptinen mittausteleskooppi

Observatorion suosio kasvoi ja uusia lahjoituksia tehtiin, mikä mahdollisti Keck 2:n toteuttamisen. Vuonna 2004 täällä käytettiin ensimmäistä suuressa kaukoputkessa olevaa adaptiivista optista laserjärjestelmää, joka luo keinotekoisen tähtipisteen, joka on hyödyllinen taivasta katsottaessa oppaana. . korjaamaan ilmakehän vääristymiä.

Yksi tunnetuimmista optisista teleskoopeista Etelä-Afrikan suuri teleskooppi (SALT), eteläisen pallonpuoliskon suurin maassa sijaitseva optinen instrumentti, joka keskittyi spektroskooppiseen tutkimukseen. Sen ensisijainen peili koostuu 91 kuusikulmaisesta peilistä.

Sijaintinsa vuoksi SALT voi ottaa kuvia, jotka eivät ole pohjoisen pallonpuoliskon observatorioiden käytettävissä. Teleskooppia rahoittaa joukko maita, joihin kuuluvat: Saksa, Iso-Britannia, Uusi-Seelanti, Intia, Etelä-Afrikka, USA ja ... Puola.

Toinen malli, joka tunnetaan paitsi tähtitieteessä, Suuri kaksilinssinen teleskooppi (Large Binocular Telescope, LBT). Teleskoopin molemmat peilit ovat monoliittisia, kunkin halkaisijaltaan 8,4 m. Peilien kokonaispinta-ala on 111 m2. Näin ollen LBT:n ominaisuudet ovat verrattavissa halkaisijaltaan 11,8 m:n yksipeiliteleskooppiin.

Subaru, näkyvän valon ja infrapuna-alueella toimivassa japanilaisessa kaukoputkessa, jossa on ns. aktiivinen optiikka, on monoliittinen peili, jonka kokonaishalkaisija on 8,3 m (josta 8,2 m käytetään havainnointiin), joka on valmistettu hitsaamalla 55, enimmäkseen kuusikulmainen, segmenttejä. Se on varustettu 261 toimilaitteella, jotka kompensoivat peilin vääristymiä. Tämä instrumentti sijaitsee Havaijin Mauna Kean observatoriossa.

Kuiva, läpinäkyvä ja ei ihmisiä

tietenkin Yllä oleva katsaus on vain johdatus matkalle maailman tähtitieteen pääkaupunkiin, joka on Chilen Atacaman autiomaa. Siellä rakennettiin maailman suurimmat ja tehokkaimmat teleskooppikompleksit. Niitä suosivat luonnonolosuhteet, kuten äärimmäisen kuiva ilma, kirkas taivas ja vähäinen väestö..

Joten siellä on esimerkiksi eteläosa Geminin observatorio, joka koostuu kahdesta 8,1 metrin optisesta kaukoputkesta, jotka sijaitsevat kahdessa eri paikassa maapallolla. Kaksoisteleskoopit on suunnitellut ja käyttänyt konsortio, johon kuuluvat Yhdysvallat, Iso-Britannia, Kanada, Chile, Brasilia, Argentiina ja Australia. Yksi kaukoputkesta pohjoinen kaksois (Gemini North, joka tunnetaan myös nimellä Frederick C. Gillette Telescope) rakennettiin Mauna Keaan. Toinen - Eteläinen paritalo (Gemini South) - pystytetty 2500 metrin korkeuteen merenpinnan yläpuolella Cerro Pajon -vuorelle Chilen Andeilla.

Sitä pidetään tällä hetkellä suurimpana optisena tähtitieteellisenä observatoriona. Erittäin suuri teleskooppi (VLT, Very Large or Large, Telescope), jonka omistaa European Southern Observatory (ESO). Se on neljän optisen kaukoputken sarja, joissa on adaptiivinen ja aktiivinen optiikka, peilin halkaisija 8,2 m (2), joita täydentää neljä säädettävää optista teleskooppia, joiden halkaisija on 1,8 m interferometrisiin tutkimuksiin.

Suuria teleskooppeja kutsutaan nimellä Antu, Kuyen, Melipal ja Yepun, mikä liittyy paikallisten intiaanien mytologiaan. Niiden lisäksi kompleksissa on VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) -teleskooppi, jonka peilin halkaisija on 4,1 m ja VST (VLT Survey Telescope), jonka peilin halkaisija on 2,6 m.

VLT sijaitsee Paranalin observatorio Cerro Paranalin kukkulalla (2635 m merenpinnan yläpuolella), Atacaman autiomaassa. Kukkulan huippu on yksi maapallon kuivimmista paikoista. Neljä pääteleskooppia on sijoitettu lämpötilasäädeltyihin rakennuksiin. Tämä muotoilu minimoi havainnointiolosuhteisiin vaikuttavat haitalliset vaikutukset, kuten ilman turbulenssi kaukoputkessa, jota voi esiintyä lämpötilan muutosten ja tuulen vuoksi. ESO:n mukaan VLT voi "rekonstruoida kuvia kulmaresoluutiolla millisekunnin alueella, mikä vastaa kahden auton ajovalon näkemistä Kuussa Maasta".

Suurimmat maan päällä toimivat teleskooppipeilit

• Grand Canary Telescope (GTC): käyttöönotto - 2002-2008 / halkaisija - 10,4 m / sijainti - Roque de los Muchachosin observatorio, Kanariansaaret, Espanja

• Hobby'ego-Eberly'ego-teleskooppi: 1996 / 10 m / McDonald Observatory, Texas, USA

• Kek I ja II: 1993-1996 / 10 m / Mauna Kean observatorio, Havaiji, USA

• Etelä-Afrikan suuri teleskooppi: 2005 / 9,2 m / Etelä-Afrikan tähtitieteellinen observatorio, Northern Cape, RPA

• Kaksoislinssinen suuri teleskooppi: 2004 / 8,4 m / Mount Graham International Observatory, Arizona, USA

• Subaru Telescope (JNLT): 1999 / 8,2 m / Mauna Kean observatorio, Havaiji, USA

• Antu, Kueyen, Melipal, Yepun (Very Large Telescope, VLT): 1998-2001 / 8,2 m / Paranalin observatorio, Antofagastan alue, Chile

• Kaksoset pohjoinen ja etelä: 1999-2001 / 8,1 m / Mauna Kean observatorio, Havaiji, USA ja Cerro Pachon (CTIO), Coquimbon alue, Chile

• Teleskop MMT (monipeiliteleskooppi): 2000 R. / 6,5 m / Whipple Observatory, Arizona, USA

• Magellan 1 ja 2: 2000-2002 / 6,5 m / Las Campanasin observatorio, Atacaman alue, Chile

Tulevaisuus (hieman epävarma)

Suurimpien maassa sijaitsevien teleskooppien luokitusta voidaan muuttaa kokonaan muutaman vuoden kuluttua. Mauna Keaan rakennetaan XNUMX-metrinen rakennus Kolmenkymmenen metrin kaukoputki (TMT), jonka arvioitu budjetti on 1,4 miljardia dollaria (4). Sen suunniteltu aukko (reiän halkaisija, jonka läpi valo tulee) on yhdeksän kertaa suurempi kuin Keck-peilin pinta, ja sen odotetaan tuottavan kuvia, joiden resoluutio on kaksitoista kertaa kiertoradalle asetettujen. Hubble -avaruusteleskooppi.

4. Havaijin XNUMX metrin kaukoputken visualisointi.

Chile rakentaa eurooppalaista Erittäin suuri teleskooppi (Extremely Large Telescope, ELT), jonka aukko on 39 m (5). Toiminnassaan se on tyyppinsä suurin näkyvän valon alueella toimiva rakenne maailmassa (6) ja.

5. Erittäin suuren teleskoopin visualisointi

Sekä TMT:n että ELT:n pitäisi lanseerata vuoden 2024 tienoilla, vaikka tämä ei ole ollenkaan välttämätöntä edellisen tapauksessa. TMT-projekti on toiminut 90-luvulta lähtien. Ensimmäiset lapiot työnnettiin maahan vasta vuonna 2014, ja pian työt keskeytettiin Havaijin alkuperäisasukkaiden protestien vuoksi, jotka vastustivat teleskoopin asentamista heidän pyhään vuoren Mauna Keaan. Oikeudenkäynti alkoi. Viime vuonna Havaijin korkein oikeus päätti rakennusluvan, mutta voiko se jatkaa?

6. Ehdotetun ELT:n koon vertailu Manchesterin Etihad-stadioniin.

Kolmas suunniteltu maanpäällinen jättiläinen on Giant Magellanic -teleskooppi Las Campanasin observatoriossa Chilessä. Sen ensisijainen peili koostuu seitsemästä segmentistä, joista kukin on halkaisijaltaan 8,4 metriä, mikä vastaa yhden halkaisijaltaan 24,5 metrin peilin resoluutiota (7).

7. Suuri Magellani-teleskooppi - visualisointi

Muutama vuosi sitten GMT:n odotettiin aloittavan toimintansa vuonna 2021. Tänään päivämäärä on ilmoitettu kolmen vuoden kuluttua. Tähtitieteilijät sanovat, että teleskooppi on riittävän tehokas antamaan meille suoran näkymän muiden tähtijärjestelmien planeetoista, pystymään havaitsemaan valoa maailmankaikkeuden varhaisimmista hetkistä ja mahdollisesti auttamaan vastaamaan nykyajan kosmologian suuriin kysymyksiin, mukaan lukien galaksien muodostumiseen. pimeä aine ja pimeä energia sekä tähdet alkuräjähdyksen jälkeen.

Rakennettu Chilessä. Suuri synoptinen tutkimusteleskooppi (LSST, Great Telescope for Synoptic Surveillance Observing) perustuu olettamukseen, että suuret peilit eivät aina ole avain parhaan teleskoopin rakentamiseen. Siinä on peili, jonka halkaisija on "vain" 8,4 m (yleensä silti melko suuri), mutta se kompensoi sitä kantamalla ja nopeudella. Se on suunniteltu skannaamaan koko yötaivasta sen sijaan, että se keskittyisi yksittäisiin kohteisiin – käyttämällä maapallon suurinta digitaalikameraa värillisten time-lapse-videoiden tallentamiseen.

LSST Corporationin, joka rakentaa teleskooppia Yhdysvaltain energiaministeriön ja National Science Foundationin kanssa, mukaan "LSST tarjoaa ennennäkemättömiä kolmiulotteisia karttoja massojen jakautumisesta universumissa", jotka voivat valaista salaperäistä pimeää energiaa. joka ohjaa avaruuden nopeutettua laajenemista. Se mahdollistaa myös oman aurinkokuntamme täydellisen inventoinnin, mukaan lukien potentiaalisesti vaaralliset, jopa 100 metrin kokoiset asteroidit. Laitteen käyttöönotto on ajoitettu vuonna 2022.

Korvat ovat isommat kuin silmät

Yksi maailman tunnistetuimmista maanpäällisistä tähtitieteellisistä instrumenteista on toiminut vuodesta 1963 lähellä Areciboa, Puerto Ricossa. Se on radioteleskooppi, jonka antennin halkaisija on 305 m, mikä on paljon suurempi kuin minkä tahansa olemassa olevan tai suunnitellun lähes 40 metrin optisen teleskoopin peili. alumiiniset paneelit.

Rakennetta käyttävät radioastronomiassa, ilmakehän ja tutkatutkimuksessa useat laitokset: Cornell University, SRI International, USRA ja Metropolitan University of Puerto Rico yhteistyössä National Science Foundationin kanssa. Pääsy kaukoputkeen myönnetään tieteellisille yksiköille riippumattoman toimikunnan tarkastamien hakemusten perusteella. Vuodesta 1963 vuoteen 2016 radioteleskoopissa oli maailman suurin yksittäinen lautanen. Vasta vuonna 2016 se oli suurempi NOPEA radioteleskooppi Kiinassa.

Arecibo-kupolin muoto on pallomainen (ei parabolinen kuten useimmat radioteleskoopit). Tämä johtuu tavasta, jolla radioteleskooppi on suunnattu signaaliin - lautanen on paikallaan, mutta vastaanotin liikkuu. Itse vastaanotin asetettiin 900 tonnin rakenteeseen, joka oli ripustettu 150 metrin korkeuteen kahdeksaantoista kaapeliin, kiinnitetty kolmeen teräsbetonitukeen. Toinen ja kolmas kulho keskittävät heijastuneet aallot antenniin. Vastaanottimen liikkuvuus mahdollistaa radioteleskoopin ohjaamisen mihin tahansa zeniitin ympärillä olevan 40 asteen kartion pisteeseen.

Arecibo-radioteleskooppi on mahdollistanut monia kuuluisia tieteellisiä löytöjä. Kiitos hänelle:

• 7. huhtikuuta 1964, alle kuusi kuukautta käyttöönoton jälkeen, Merkurius kiertää Aurinkoa ei 88:ssa, vaan 59 päivässä;
• vuonna 1968 jaksollisten (33 ms) radiopulssien löytäminen Rapusumusta tarjosi ensimmäisen todisteen neutronitähtien olemassaolosta;
• vuonna 1974 Russell Alan Hulse ja Joseph Hooton Taylor löysivät ensimmäisen pulsareiden binäärijärjestelmän ja testasivat sen avulla suhteellisuusteorian oikeellisuutta - mistä he myöhemmin saivat Nobelin fysiikan palkinnon;
• vuonna 1990 puolalainen tähtitieteilijä Aleksander Wolszan mittasi pulsarin PSR 1257+12 värähtelyjaksot, minkä ansiosta hän löysi kolme ensimmäistä sen ympärillä kiertävää Auringon ulkopuolista planeettaa;
• Tammikuussa 2008 galaksissa Arp 220 havaittiin radiospektroskopiahavaintojen ansiosta prebioottisia metaamiini- ja vetysyanidihiukkasia.

Yksi suurimmista maanpäällisistä tähtitieteellisistä instrumenteista on radioantennijärjestelmät. Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA). Ne sijaitsevat Chaintorin tasangolla Chilen Andeilla yli 5 metrin korkeudessa. m merenpinnan yläpuolella. Observatorio sijaitsee niin korkealla, että siellä työskentelevien tähtitieteilijöiden on käytettävä happinaamareita. Se koostuu 66 tarkkuusvalmistetusta radioteleskoopista, joiden halkaisija on 12 ja 7 metriä. ALMA on osa Event Horizon -tiimiä, joka "näki" hiljattain mustan aukon.

ALMA toimii alueella 31,3-950 GHz. Sillä on paljon suurempi herkkyys ja tarkkuus kuin olemassa olevilla submillimetrin aallonpituusteleskoopit, kuten James Clerk Maxwell Telescope tai muut radioteleskooppiverkot, kuten esim. Submillimetrianturi (SMA) Oraz IRAM Plateau de Bur.

Tämän aallonpituuden säteily tulee usein avaruuden kylmimmistä ja kaukaisimmista kohteista, mukaan lukien kaasu- ja pölypilvet, joissa syntyy uusia tähtiä, sekä kaukaisista galakseista havaittavan maailmankaikkeuden reunalla. Avaruutta näillä aallonpituuksilla ei ole vielä tutkittu perusteellisesti, koska arvokkaat havainnot edellyttävät instrumentteja, jotka on sijoitettu sellaiseen paikkaan, joka takaa hyvän sään lisäksi myös erittäin alhaisen kosteuden.

8. Länsi-Australian neliökilometrien joukon visualisointi.

Radioteleskooppiverkkoa, jonka kokonaispinta-ala on 1 km, on suunniteltu jo vuosia² - Neliökilometrien taulukko (SKA). Se rakennetaan eteläiselle pallonpuoliskolle, Etelä-Afrikkaan ja Australiaan (8), missä Linnunradan havainnointi on helpointa ja missä sähkömagneettiset häiriöt ovat minimaaliset. Niitä odotetaan olevan yli 100 tuhatta. matalataajuisia antenneja Australiassa ja satoja antenneja Etelä-Afrikassa. Kun tämä sarja on valmis, SKA on radioteleskooppien kuningas, jonka herkkyys on 50 kertaa suurempi kuin minkään koskaan rakennetun radioteleskoopin. Sellainen voima voisi tutkia maailmankaikkeuden signaaleja 12 miljardia vuotta sitten! Kompleksi toimii taajuusalueella 70 MHz - 10 GHz.

Anthony Schinkel, infrastruktuurikonsortion CSIRO SKA, australialaisen tutkimustoimiston, joka hallinnoi projektin australialaista puolta, johtaja kertoi medialle.

-

Investointi vaatii erityistä infrastruktuuria, mukaan lukien 65 neliömetrin sijainti. valokuitukaapelit, joita käytetään tiedon siirtämiseen antenneista SKA-supertietokonelaitteisiin.

Sen odotetaan olevan käytössä vuoteen 2030 mennessä. Observatoriota rakentaa kansainvälinen konsortio, johon kuuluvat Australia, Iso-Britannia, Kanada, Kiina, Intia, Italia, Uusi-Seelanti, Ruotsi ja Alankomaat sekä Botswana, Ghana, Kenia ja Madagaskar. , Mauritius, Mosambik, Namibia ja Sambia.

Etelä-Afrikka hyväksyi sen viime vuoden heinäkuussa. MeerKAT radioteleskooppiverkko, 64 antennin joukko puolikuivalla Karoon alueella. Jokaisen antennin halkaisija on 13,5 m, ja ne toimivat yhdessä jättiläisteleskooppina, joka on suunniteltu keräämään radiosignaaleja avaruudesta. Tulevaisuudessa siitä tulee osa edellä mainittua mannertenvälistä neliökilometriä. MeerKATin käynnistämisen jälkeen tutkijat yhdistivät voimakkaan MeerLITCH optinen teleskooppiavaruusilmiöiden samanaikaiseen optiseen ja radiotutkimukseen.

Paul Groot Radboudin yliopistosta Hollannista kertoi AFP:lle.

Edellä mainittu jättiläinen radioteleskooppi FAST (9), jonka Kiina rakensi Guizhoun maakunnassa, on XNUMX-metrinen pallomainen teleskooppi, jonka kulhon halkaisija on suunnilleen kolmekymmentä jalkapallokenttää. Arecibo-radioteleskoopin tavoin se on varustettu kiinteällä pääantennilla ja liikkuvan aallon antureilla sen kupolin yläpuolella, jotta se voi tutkia kohteita, jotka eivät ole zeniitissä - ja voi analysoida kohteita kauempana zeniitistä kuin Arecibo-instrumentti.

9. FAST radioteleskooppi Kiinassa

FAST toimii 0,7-3 GHz alueella. Radioteleskooppitutkimuksen tarkoituksena on neutraalin vedyn kerääntyminen Linnunradalle ja muihin galakseihin, pulsarien havaitseminen (sekä galaksissamme että sen ulkopuolella), molekyylien tutkiminen tähtienvälisessä avaruudessa, muuttuvien tähtien etsintä ja etsintä. Maan ulkopuoliselle elämälle (kehyksen sisällä SETI ohjelmisto). FAST:n odotetaan pystyvän havaitsemaan ulkomaalaisten sivilisaatioiden signaalien lähetykset yli metrin etäisyydeltä. valovuodet.

FASTin odotetaan lanseeraavan vuoden 2019 loppuun mennessä. Hiljattain Kiina hyväksyi kuitenkin suunnitelman toisen, vielä suuremman radioteleskoopin rakentamisesta. Sen on tarkoitus aloittaa toimintansa vuonna 2023.

Suurimmat maanpäälliset radioteleskoopit

• Pallomainen teleskooppi XNUMX metrin aukolla (FAST): käyttöönotto - 2019 (suunnitelma) / parabolisen antennin halkaisija - 500 m / sijainti - Pingtang, Guizhoun maakunta, Kiina

• Arecibon observatorio: 1963/305 m / Arecibo, Puerto Rico

• Radioteleskooppi Zeleny Bank im. Robert S. Beard: 2002 / 100 vuotta 110 m / Green Bank, Länsi-Virginia, USA

• Effelsbergin radioteleskooppi: 1971/100 m / Bad Münstereifel, Saksa

• Lovella radioteleskooppi: 1957/76 m / Jodrell Bankin observatorio, Macclesfield, Cheshire, Iso-Britannia

Kosminen näkökyky heikkenee

Kirjoitimme äskettäin avaruusteleskoopeista erillisessä raportissa niiden toiminnan päättymisen yhteydessä. Keplerin kaukoputki. Sen jälkeen on tapahtunut useita epäonnistumisia, jotka saavat tutkijat, erityisesti Yhdysvalloissa, huolehtimaan "silmistään avaruudessa". Avaruusteleskoopit, jotka aloittivat aikakautensa vuonna 1990, vanhenevat, elleivät ne ole enää pois käytöstä tai rikki. Eikä hänellä ole resursseja eikä poliittista tahtoa korvata niitä.

Suora avaruusobservatorio-ohjelma perustettiin 70- ja 80-luvuilla ja se koostui neljästä suuresta teleskooppitehtävästä, jotka kattoivat koko avaruuden valospektrin.

Compton Gamma Observatorio sitä käytettiin vangitsemaan maailmankaikkeuden voimakkaimmat räjähdykset.

Spitzer-avaruusteleskooppi on käytetty etsimään infrapunasäteilyä eksoplaneetoilta ja vastasyntyneiltä tähdiltä.

Chandra X-ray Observatorio voi tutkia mustien aukkojen syvyyttä ja löytää todisteita pimeän aineen ja pimeän energian olemassaolosta. Esityksen kohokohta oli tietysti näkyvä ja ultraviolettivalo. Hubble -avaruusteleskooppi.

Comptona teleskooppi se lakkasi toimimasta vuonna 2000, kun sen gyroskoopissa ollut ongelma, joka mahdollisti kaukoputken pyörimisen, maadoitti laitteen. Spitzer on hitaasti siirtymässä pois Maasta ja lopettaa tehtävänsä, kun se menettää yhteyden komentokeskukseen seuraavana vuonna. Tämä tappio oli odotettu, mutta vaikeuksia z Hubble ja Chandra, jotka ilmestyivät vuodenvaihteessa, olivat odottamattomia kohtalon iskuja.

Vaikka Chandra palasi verkkoon muutama päivä sen jälkeen, kun yhden gyroskoopin vika pakotti kaukoputken turvatilaan, myös Hubblen ongelmat ratkesivat, mutta monet yhdysvaltalaiset tiedemiehet sytyttivät varoitussignaalin. He kokivat, että nämä laitteet eivät kestä ikuisesti, ja nykyään lähihorisontissa ei ole mitään, mikä voisi tehokkaasti korvata avaruusastronomisen infrastruktuurin.

NASAn meneillään olevan avaruusobservatorion lippulaivaprojekti James Webb Space Telescope (JWST)mutta tämän 10 miljardin yksikön käyttöönotto viivästyy jatkuvasti - suunnittelu- tai investointivirheiden vuoksi. NASA ilmoitti äskettäin, että Webb laukaisee aikaisintaan 2021.

Vaikka se lopulta onnistuisi, JWST tarjoaa vain infrapunahavaintoja. Näkymät muiden valospektrin osien tutkimukselle ovat parhaimmillaan synkät. Ei tiedetä, mikä Hubble-teleskoopin korvaa.

NASA ei myöskään aio saada suuria röntgenobservatorioita valmiina jatkamaan Chandra-tehtävää. Tavallaan Comptonin tilalle ilmestyi pienempi Fermi-teleskooppise on kuitenkin nyt kymmenen vuotta vanha, mikä tarkoittaa, että se on ylittänyt odotetun käyttöaikansa jopa viidellä vuodella. Siksi Hubblen odotetaan pysyvän kiertoradalla ainakin vuoteen 2027 asti ja mahdollisesti vielä pidempään, kunnes JWST on vihdoin avaruudessa.

Onneksi muut kansalliset avaruusjärjestöt työskentelevät samankaltaisten ohjelmien parissa, mutta myös niiden toteuttaminen vie jonkin aikaa. Euroopan avaruusjärjestö rakentaa Röntgenobservatorio ATHENAjoka lanseerataan 30-luvulla.

Vuonna 2016 Kiina ilmoitti rakentavansa oman optisen teleskoopin, jonka näkökenttä on XNUMX kertaa Hubblen näkökenttä. Ei kuitenkaan tiedetä, milloin. Avaruudessa meillä on kuitenkin jo nyt vaatimattomampien "pienten ja keskisuurten tutkimusmatkailijoiden" verkosto, joka maksaa paljon vähemmän kuin suuret projektit. Yksi heistä erotettiin hiljattain Transiting Exoplanet Exploration Satellite (TESS)jonka tarkoituksena on löytää tuntemattomia maailmoja.

Mitä teleskooppeja lopulta luodaan ja lähetetään avaruuteen, niin sanottu USA päättää. NAS Decade ReviewA, suunniteltu vuodelle 2020. Hän harkitsee erityisesti mahdollisuutta hankkeen toteuttamiseen Suuri ultraviolettioptinen infrapunamittari (LUVOIR), jonka peilin halkaisija on 15 m. Sitä pidetään Hubble-teleskoopin parannetun versiona. Hubblen tavoin tämä instrumentti tarkkailee maailmankaikkeutta ultravioletti-, infrapuna- ja näkyvällä aallonpituudella.

Toinen hanke harkinnassa Asuttava Exoplanet Observatory (HabEx). Sen tavoitteena on tarkkailla mahdollisesti asuttavia eksoplaneettoja aurinkotähtien ympärillä. HabEx käyttää suurta tähtiä (10) estääkseen tähtien valon, jolloin kaukoputki voi tutkia eksoplaneettoja ennennäkemättömän yksityiskohtaisesti.

10. Avaruuskoronografin työn visualisointi (tähtivarjo)

Chandran mahdollinen seuraaja ilves, ehdotettu avaruusteleskooppi, joka avaa "näkymättömän" avaruuden korkean energian röntgensäteiden alueella. Lopuksi on suunnittelu Originsin avaruusteleskooppi on kauko-infrapuna-observatorio, joka tunkeutuu pölypilvien läpi saadakseen elävän kuvan tähdistä ja eksoplaneetoista tähtienmuodostusalueilla.

Niitä voidaan pitää seuraavan sukupolven versioina. Herschelin avaruusobservatorio, eurooppalainen tehtävä, joka tarkkaili maailmankaikkeutta infrapunassa neljä vuotta ja valmistui vuonna 2013.

Gravitaatioaallonilmaisimien parantaminen

LIGO-ilmaisimet (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) ja Virgo-ilmaisimet alkoivat huhtikuussa tauon jälkeen metsästää aika-avaruusaaltoja eli gravitaatioaaltoja.

Kosmisen kosketuksen tunteemme tuntee todennäköisesti uudelleen seuraavat värähtelyt.

- sanoi prof. Christopher Berry Northwestern Universitystä USA:sta.

Tähän mennessä he ovat mitanneet kymmenen mustan aukon törmäystä ja yhden törmäyksen kahden neutronitähden välillä - uskomattoman tiheiden esineiden välillä, jotka ovat massaltaan lähellä aurinkoa, mutta eivät suurempia kuin pieni kaupunki. Kuitenkin tällä hetkellä pelkkä gravitaatioaaltojen havaitseminen ei ole enää kiinnostavin tavoite. Nykyään ilmaisimet palvelevat pääasiallisesti samaa tarkoitusta kuin kaukoputket, mutta valon sijaan ne mittaavat painovoimaa.

Tämän vuoden helmikuussa amerikkalaiset ja brittiläiset instituutiot ilmoittivat, että LIGO-gravitaatioaallonilmaisinta parannetaan huomattavasti tulevaisuudessa.

Yhdysvaltain kansallinen tiedesäätiö osallistuu hankkeeseen Laajennettu LIGO Plus (ALIGO+) 20,4 miljoonaa dollaria, ja UK Research lisää 13,7 miljoonaa dollaria. Australia antaa myös taloudellisen tuen. Laajennus koskee molempia paikkoja, joissa LIGO sijaitsee. Osana tätä laitetta rikastetaan sisältäen 300 metriä pitkä tyhjiökammio, jonka avulla voit manipuloida ilmaisimessa käytettävien lasereiden ominaisuuksia ja vähentää taustamelua.

LIGO koostuu kahdesta L-muotoisesta interferometristä, joista toinen sijaitsee Hanfordissa Washingtonissa ja toinen Livingstonissa, Louisianassa. Molemmat interferometrit ovat 4 km pitkiä. LIGO toimi vuosina 2002-2010, suljettiin sitten laajentumisen vuoksi ja lanseerattiin uudelleen vuonna 2015. Pian sen jälkeen hänen ansiostaan ​​tehtiin kuuluisa gravitaatioaaltojen löytö. Sen jälkeen observatorio on käynyt läpi pieniä laajennuksia, jotka ovat lisänneet sen herkkyyttä noin 50%.

ALIGO+ on paljon tehokkaampi työkalu kuin tähän asti käytetty asennus. Havaitsemistekniikan parannusten ansiosta ilmaisimen oletetaan rekisteröivän useita gravitaatiotapahtumia vuorokaudessa vuoteen 2022 mennessä.

Laajennus lisää havaintojen tiheyden lisäksi myös laatua. Esimerkiksi melun vähentämisen ansiosta tutkijat voivat määrittää, kuinka mustat aukot pyörivät ennen fuusiota. Emme tällä hetkellä voi tehdä tällaisia ​​havaintoja. Tyhjiökammio vähentää peileihin kohdistuvaa painetta ja vähentää fotonien vaihtelua. Lisäksi peilit saavat uuden pinnoitteen, jonka pitäisi vähentää lämpömelua nelinkertaiseksi. Ensimmäiset ALIGO+:n puitteissa tehtävät työt alkavat vuoden 2023 tienoilla.

11. olemassa olevien ja suunniteltujen teleskooppien peilikokojen vertailu.

Suunnitelmissa on myös rakentaa kosmisen gravitaatioaallon ilmaisin LISA Pathfinder. Tämä on kuitenkin kaukaisempi tulevaisuus - varhaisin 30-luku.

***

Suuret löydöt, joita teemme yhä tehokkaammilla tähtitieteellisillä välineillä, kannustavat meitä rakentamaan uusia, tehokkaampia ja herkempiä observatorioita (11). Jos emme voi lentää avaruuden kaukaisiin kulmiin tällä hetkellä, niin yritämme ainakin tutkia niitä mahdollisimman tarkasti. Toivomme, että kosmiset aistimme kertovat meille minne mennä, kun meillä on tekniset valmiudet nopeaan ja syvälle avaruuteen.