La Cina ha completamente commissionato il radiotelescopio più grande del mondo

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La Cina ha completamente commissionato il radiotelescopio più grande del mondo
La Cina ha completamente commissionato il radiotelescopio più grande del mondo
Anonim

La RPC ha finalmente commissionato il radiotelescopio singolo più grande e sensibile del mondo. Promette di rivelare molti segreti dell'universo.

La nascita di un gigante

Questo è lo strumento VELOCE. Questa è un'abbreviazione della frase Telescopio sferico con apertura di cinquecento metri, ovvero "radiotelescopio sferico con un'apertura di cinquecento metri". Si tratta di un enorme "piatto" di 500 metri di diametro, situato in una depressione carsica naturale.

FAST detiene un record mondiale di superficie, superando strumenti di grandi dimensioni come l'americano Arecibo (300 metri di diametro) e il russo BSA (200 400 metri di diametro). E poiché la sensibilità di un radiotelescopio è direttamente proporzionale alla sua area, FAST è anche il più sensibile al mondo. In altre parole, è in grado di rilevare oggetti estremamente deboli.

Allo stesso tempo, FAST riceve radiazioni in un'ampia gamma di lunghezze d'onda: da 10 centimetri a 4,3 metri. Copre quindi una parte significativa della portata delle onde radio trasmesse dall'atmosfera terrestre: dalle frazioni di millimetro alle prime decine di metri.

Lo specchio del telescopio è composto da 4.500 singole celle. Questa struttura consente di regolare con precisione la sua forma, compensando varie deformazioni.

La costruzione della struttura è iniziata nel 2011. Le osservazioni di prova sono state effettuate dal 2016. E pochi giorni fa, il telescopio è stato finalmente messo in funzione. Secondo l'agenzia di stampa Xinhua, tutti gli indicatori tecnici del telescopio hanno raggiunto o superato il livello previsto.

Secondo la pubblicazione Universe Today, nel 2020-2024 FAST esaminerà l'intera area del cielo a sua disposizione. Numerosi quasar, radiogalassie, stelle di neutroni, maser cosmici e così via cadranno nel suo campo visivo.

In questo caso, metà del tempo di osservazione del telescopio sarà dedicato al rilevamento e l'altra metà sarà assegnata ad altri compiti. Diciamo di più su di loro.

Mappe della materia nell'universo

Quasi l'80% dei nuclei atomici nell'Universo si trova nel gas intergalattico, un altro 10% nel gas interstellare. Cioè, il compito di fare una mappa della distribuzione degli atomi nell'Universo si riduce sostanzialmente alla mappatura del gas intergalattico. Quest'ultimo è il 75% di idrogeno e il 23% di elio ben miscelato con esso.

Fortunatamente per gli astronomi, gli atomi di idrogeno emettono onde radio lunghe 21 centimetri. Pertanto, l'estrema sensibilità consentirà a FAST di costruire mappe su larga scala della distribuzione della materia in gran parte dello spazio osservato.

Tali informazioni consentiranno di verificare i modelli di espansione dell'Universo e la teoria della gravità, chiarire il concetto di energia oscura e forse anche trovare dimensioni aggiuntive.

FAST costruirà mappe più dettagliate per il Gruppo Locale di Galassie. Tra le altre cose, questo ci permetterà di mettere alla prova le nostre idee sulla natura della materia oscura.

Spieghiamo. Si ritiene che sia materia oscura che si è raccolta sotto l'influenza della propria gravità negli embrioni delle galassie moderne. La sua attrazione ha accumulato gas attorno a questi gruppi, da cui successivamente si sono formate le stelle.

Questo è dove sta il problema. Secondo il modello della materia oscura fredda (il più popolare tra gli specialisti), nel Gruppo Locale dovrebbero essersi formate diverse migliaia di galassie. Se ne osservano solo una ventina. Dove sono gli altri?

C'è un'ipotesi che tutto il resto siano galassie oscure. Questo è il nome di ipotetiche galassie in cui le stelle non si formano affatto a causa della densità di materia troppo bassa. Tali sistemi sono costituiti solo da materia oscura e gas attratti dalla sua gravità, principalmente idrogeno.

Finora, le galassie oscure sono solo il frutto di costruzioni teoriche. Trovato solo pochi sistemi estremamente poveri di stelle. Tuttavia, la sensibilità FAST dovrebbe essere sufficiente per rilevare legioni di queste galassie fantasma nel Gruppo Locale. Bastano pochi minuti di accumulo del segnale per trovare una nube di idrogeno atomico con una massa di diecimila soli.

Se le osservazioni mostrano che non ci sono galassie scure nel Gruppo Locale nella quantità richiesta, gli scienziati dovranno riconsiderare le loro idee sulla natura della materia oscura.

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Il gigantesco specchio del telescopio è incastonato in una depressione carsica naturale.

Foto di EPA.

fari spaziali

Si prevede che FAST aiuterà a scoprire molte radio pulsar. "Vesti. Nauka" (nauka.vesti.ru) ne ha parlato in dettaglio. Ricordiamo che queste sono stelle di neutroni che emettono onde radio in un fascio stretto.

Secondo stime teoriche, ci sono circa un miliardo di stelle di neutroni nella Galassia, incluse fino a 200.000 pulsar attive. Allo stesso tempo, gli osservatori sono ancora a conoscenza di solo circa tremila di questi incredibili oggetti.

Anche nella modalità di osservazione del test, in cui FAST è attivo dal 2016, ha aiutato a scoprire 102 nuove pulsar. Questo è più di tutti i gruppi di ricerca europei e statunitensi trovati su tutti gli strumenti nello stesso periodo.

Gli esperti ritengono che un anno di funzionamento completo sarà sufficiente perché il nuovo telescopio scopra circa un migliaio di nuove stelle di neutroni.

Laser e molecole

Un'altra intrigante classe di oggetti di osservazione sono i maser spaziali, ovvero i laser radio naturali. Il meccanismo di funzionamento dei maser nella Via Lattea è più o meno chiaro agli specialisti, sebbene anche qui molti dettagli debbano essere chiariti. Ma i potentissimi megamaser che lampeggiano nei nuclei di altre galassie sono praticamente Terra Incognita. Sebbene questi oggetti siano noti da circa 40 anni, gli astronomi non sanno ancora quali processi li stiano guidando.

Gli scienziati sperano che FAST aiuti anche a far luce su questo mistero. In particolare, ha la possibilità di diventare il primo telescopio a rilevare un megamaser a base di metanolo (finora questa molecola si è manifestata solo in maser più modesti).

A proposito, sulle molecole. Righe spettrali di 14 molecole rientrano nel raggio d'azione del telescopio. In particolare, l'enorme sensibilità dello strumento consentirà di cercare composti organici complessi nella Galassia. Tali osservazioni dovrebbero fornire preziose informazioni sulla chimica esotica del mezzo interstellare. È in lei che si nasconde la chiave dell'origine della vita.

Insieme a tutto l'Oriente

Infine, FAST può diventare la base per una rete su larga scala di radiotelescopi operanti come un unico strumento (radio interferometro). Tali sistemi forniscono una risoluzione eccezionale (la capacità di distinguere i dettagli fini). Ad esempio, è stata una rete del genere che ha permesso di ottenere l'immagine tanto attesa di un buco nero nel 2019.

Di solito in un tale schema viene evidenziato un grande telescopio principale e il resto funziona come elementi ausiliari. In questo caso, tutti gli strumenti dovrebbero trovarsi, semplicemente parlando, su un lato del globo.

Nel caso di "ritrarre" un buco nero, il primo violino è stato suonato dallo strumento ALMA situato in Cile. Pertanto, solo i telescopi dell'emisfero occidentale potrebbero essere inclusi nella rete.

FAST potrebbe diventare il centro di un interferometro che integrerà radiotelescopi cinesi, indiani, giapponesi e russi. Ad esso possono collegarsi anche strumenti dell'Europa dell'Est. Il nuovo sistema interferometrico su larga scala può anche portare molte scoperte sorprendenti all'umanità.

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