Koniec obserwatorium w Arecibo?

Instrument ten był chyba najlepiej znanym instrumentem naukowym na świecie, a na pewno był w stanie o to miano ubiegać się na równi z teleskopem Hubble’a, LHC i ISS. 

Z czego wynika taka popularność? Epokowe odkrycia, o których za moment, też odgrywają swą rolę, ale w tym wypadku znacznie większą wagę należy przypisać… no tak, właśnie wadze (masie) i rozmiarowi. Mowa bowiem o radioteleskopie i to do niedawna największym.

Oczywiście jeśli nie liczymy tu sieci radioteleskopów pracujących jako jeden wspólny instrument – przykładem takiej sieci są instrumenty pracujące w systemie VLBI, a należy do niej (do jednej z takich sieci) m.in. podtoruński radioteleskop RT-4 Kopernik (inna nazwa to RT32). Wśród pojedynczych anten ta największa należała jednak do Obserwatorium Arecibo (teleskop stanowił właściwie całe obserwatorium, nie ma tam innych ważnych instrumentów).

305 metrów średnicy to prawie 10 razy więcej niż ma nasz toruński RT-4! Co prawda RT-4 jest w pełni ruchomy, ale Arecibo miał inne zalety.

Urokliwie umieszczone w krasowym leju otoczonym bujną karaibską zielenią, od samego początku już tylko swym wyglądem obiecywało wielkie rzeczy. I odkrycia istotnie się posypały. Najpierw – trochę na rozgrzewkę – zbadano Merkurego i wykryto, że obraca się wokół swej osi znacznie wolniej niż sądzono. Po kilku latach udało się w Mgławicy Kraba (krabów w wodach Puerto Rico jest sporo) wykryć  – a raczej potwierdzić pewne wcześniejsze poszlaki i domysły – pulsar, czyli bardzo szybko obracającą się gwiazdę neutronową. Była to nie tylko jedna z pierwszych obserwacji pulsara, ale obserwacja potwierdzająca związek gwiazd neutronowych z supernowymi.

W tym bowiem miejscu nieba w 1054 roku n.e. zajaśniała nowa i (przez kilka tygodni) bardzo silna gwiazda![1]

Pulsary okazały się wdzięcznym tematem badań. W 1974 r. odkryto pulsar w układzie podwójnym z inną gwiazdą neutronową. Badania zmian prędkości orbitalnych w tym układzie pozwoliły na bardzo mocną weryfikację Ogólnej Teorii Względności Alberta Einsteina. Była to jednocześnie pierwsza weryfikacja, która dotyczyła obiektów poza Układem Słonecznym (poprzednie to precesja Merkurego i ugięcie światła w pobliżu Słońca, był jeszcze – nieastronomiczny, laboratoryjny – eksperyment Pounda-Rebki).

Czy trzeba pisać, że weryfikacje przebiegła pozytywnie? Teoria z 1915 roku bardzo dobrze nadawała się do wytłumaczenia dziwnego (oczywiście początkowo) trendu w danych? Chyba nie, cały czas wszak szukamy obiektu, który zachowywałby się niezgodnie z przewidywaniami OTW. Na razie bezskutecznie, ale można być pewnym, że jeśli uda się coś takiego znaleźć, to będzie o tym bardzo głośno. O okrążających się gwiazdach neutronowych też było z resztą głośno, bo układ ten przyniósł swym badaczom w 1993 roku nagrodę Nobla.

Trzy dekady temu przeprowadzono obserwacje innego pulsara, które choć nie przyniosły Nobla, to stały się zarodkiem dziedziny już przez komitet noblowski docenionej. Chodzi o egzoplanety, czyli planety innych Słońc. Za pomocą teleskopu Arecibo odkryto, co prawda planety wokół wygasłego Słońca, ale precedens jest bardzo mocny i ustanowiony bardzo wcześnie.

Kolejne planety (i pierwsze krążące wokół “żyjącej” gwiazdy) wykryto bowiem dopiero 5 lat później (a to długo, nawet dla astronomów przyzwyczajonych do badań zakrojonych na dziesięciolecia). Dziś egzoplanety wykrywa się wręcz masowo, a wkrótce będziemy w stanie badać nawet ich atmosfery. Możemy się spodziewać jeszcze wielu odkryć w tej dziedzinie. I wielu Nobli – trochę szkoda tego niedoszłego za pierwsze planety[2], bo autorem tego odkrycia jest Aleksander Wolszczan – no, ale tak to już z tymi nagrodami bywa.

W powszechnej świadomości Arecibo zaistniało dzięki pięknemu położeniu, dzięki odkryciom, ale i – albo raczej: przede wszystkim – dzięki pewnemu projektowi, który z normalnie rozumianą nauką nie ma wiele wspólnego. Projekt, o którym mowa nie może przynieść ludzkości żadnych wymiernych korzyści, nie da nam żadnych informacji,  nie przyczyni się nawet w najmniejszym stopniu do poznania Wszechświata. A jednak mimo to został przeprowadzony (i chyba zgodzicie się, że dobrze się stało).

16 listopada 1974 w stronę kilkudziesięciu tysięcy gwiazd ( i zapewne planet w podobnej liczbie) gromady M13 (Gromady Herkulesa) posłano falę radiową niosącą (jeśli ją odpowiednio interpretować) 1679 bitów informacji. Pierwszej celowej informacji niosącej przekaz od Ziemian do kogokolwiek gdzieś tam daleko. Może tam daleko nikogo nie ma (i to jedna strona paradoksu Fermiego, o którym pisaliśmy ostatnio), ale może jednak.

Tego typu działania określane są obecnie akronimem METI, czyli Message to Extra-Terrestial Intelligence. Nie prowadzi się wielu takich transmisji (wymienić można kilka przekazów z Eupatorii na Krymie, kilka projektów crowdfunded i wreszcie symboliczne i jednostkowe inicjatywy NASA  oraz ESA), powszechniejsze za to są projekty należące do obszaru SETI, gdzie S oznacza Search[3].

Nasłuchy radiowe i obserwacje optyczne, czy to prowadzone celowo z zamiarem poszukiwań obcych cywilizacji, czy tylko – i dużo częściej – ,,przy okazji’’ badań nieożywionego Wszechświata to może też nie jest popularny temat badań, ale na pewno temat bardzo medialny.

Co jakiś czas słyszymy o dziwnych sygnałach radiowych czy o dziwnie ciemniejących gwiazdach – potencjalnych sferach Dysona. Na razie tylko szukamy, i to raczej niezbyt intensywnie. Ostatni przegląd (przeskan) nieba przez radioteleskop MWA objął 10 milionów gwiazd i nie przyniósł niczego.[4] To deprymujące, ale dziś już trochę mniej się dziwimy, że niczego nie znajdujemy, bo wiemy, że te 10 milionów gwiazd to w porównaniu z galaktyką, tyle co objętość basenu w porównaniu z oceanem![5]

Te inicjatywy to i tak dużo w porównaniu z kilkoma słabymi i krótkimi sygnałami , które wysłaliśmy (i dwoma płytkami na Pioneerach oraz dwoma płytami na Voyagerach[6]) – jedynymi strzępkami informacji jakie zechcieliśmy o sobie ujawnić innym.

Niestety nie wykryjemy już żadnego dawno wysłanego przekazu od obcych cywilizacji zasłużonym teleskopem Arecibo. Ucierpiał w wyniku huraganu Maria w 2017 roku, a potem w wyniku trzęsień ziemi. 1 grudnia zawalił się. Nad ranem czasu lokalnego na czaszę spadła 900-tonowa platforma z odbiornikiem. 

Instrument ten nie był już ostatnimi laty aż tak atrakcyjny dla astronomów i astrofizyków. Siły natury tylko przyspieszyły decyzję o likwidacji teleskopu Arecibo. Podziwiać za to zawsze będzie go można choćby w filmie “Goldeneye” (z serii o Agencie 007), w którym to Arecibo zagrało instalację wojskową (co nie jest znów tak odległe od faktów). 

A co jest obecnie największym teleskopem? Jeśli ograniczymy się znów do pojedynczych instrumentów to bez wątpienia chiński FAST, teleskop z nieruchomym jak Arecibo zwierciadłem, ale już 500-metrowym. Jeśli zrezygnujemy z tego ograniczenia, to za największy radioteleskop można przyjąć sieć instalacje typu VLA, ATA czy SKA (te ostatnie jeszcze nieukończone) lub wreszcie wspomnianą sieć radioteleskopów w systemie VLBI, na razie rozpiętą tylko na powierzchni Ziemi[7], ale może już za kilka-kilkanaście lat dołączą do niej radioteleskopy na stacjach kosmicznych (co już w małej skali miało miejsce) i księżycowe. Dobre czasy dla (radio)astronomów dopiero się zaczynają.

Zdj. okładkowe: Twitter National Science Foundation, 2.12.2020

Zdj. w tekście: National Science Foundation (domena publiczna), NASA/HST/ASU/J. Hester (domena publiczna), FAST Telescope, en.wikipedia.org, CC BY 3.0

Przypisy:

[1] I wiemy o tym, bo astronomów wtedy nie brakowało. Zachowały się m.in. zapiski z Chin i późniejsze sporządzone w Japonii i Iraku. Być może supernowę z 1054 roku zauważyli również mieszkańcy Europy i Ameryki Północnej.

[2] Laureatami Nagrody Nobla 2019 w dziedzinie fizyki zostali (obok kosmologa Peeblesa) Michel Mayor oraz Didier Queloz – właśnie za wspomniane pierwsze planety pozasłoneczne krążące wokół ,,żyjącej’’ gwiazdy.

[3] Działania METI nazywa się też czasem Active SETI, ale biorąc pod uwagę odległości we Wszechświecie (czy w naszej galaktyce) ta nazwa może być niezbyt trafiona.

[4] https://www.sciencedaily.com/releases/2020/09/200909085944.htm, https://arxiv.org/abs/2009.03267.

[5] To prawda, że w każdej kropli oceanu można wykryć życie, ale tylko jak się wie czego szukać i ma się instrumenty. My szukamy na razie tylko silnych emisji pochodzących od form życia na co najmniej naszym poziomie techniki i można by to porównać do prób znalezienia, w tak małej objętości oceanu dużego śmiecia. Szukanie we Wszechświecie biosygnatur życia to już co innego, ale to dopiero się zaczyna.

[6] Z tym co się na tych płytach znalazło zapoznać się można na stronie: https://voyager.jpl.nasa.gov/golden-record/whats-on-the-record/.

[7] Tego typu siecią zrobione zostało pierwsze ,,zdjęcie’’ czarnej dziury, o którym było bardzo głośno wiosną zeszłego roku. Sieć, czy raczej projekt ten, nosił nazwę Event Horizon Telescope, bo oczywiście samej dziury nie można dostrzec, co najwyżej to co się dzieje wokół niej, aż do jej horyzontu – a dzieje się dużo.