10 naj objavov rádioteleskopu Arecibo

  • Valentín Korinek | 31 December 2020
    Slnečná sústava
Areciboo v Portoriku v čase aktívnej služby.
Od roku 1963 rádioteleskop v Portoriku pozoroval všetko od asteroidov míňajúcich našu Zem až po záhadné výbuchy rádiových vĺn zo vzdialených galaxií. 1. decembra sa však 9-tonová platforma vedeckých prístrojov nad tanierom zrútila, zničila dopadový tanier o priemere 300 m a znamenala koniec pozorovacích dní tohto velikána nielen rádioastronómie. Preto na počesť jeho 57-ročného pôsobenia tu máme 10 z najväčších úspechov, ktoré sú uvedené v poradí od najstarších po najnovšie.



Svetoznámy ďalekohľad Arecibo pozoroval planéty okolo nášho Slnka a ďalších hviezd a odkryl zdroje záhadných zábleskov svetla ako sú pulzary a rýchle rádiové záblesky. (University of Central Florida)

 

10. Pulzujúce hviezdy v Krabej hmlovine

Astronómovia si pôvodne mysleli, že pulzary, blikajúce hviezdy objavené v roku 1967, môžu byť pulzujúce biele trpaslíky. V roku 1968 však Arecibo napozoroval pulzar v strede Krabej hmloviny, ktorý pulzoval každých 33 milisekúnd - rýchlejšie, ako to dokážu biele trpaslíky. Tento objav posilnil myšlienku, že pulzary sú v skutočnosti rýchlo sa točiace neutrónové hviezdy, hviezdne mŕtvoly, ktoré do vesmíru vysielajú lúče rádiových vĺn ako nebeské majáky.

Pozorovania frekvencie rádiových zábleskov z pulzaru v strede Krabej hmloviny (červená hviezda v strede) pomocou Areciba podporili myšlienku, že pulzary sú rýchlo otáčajúce sa neutrónové hviezdy. (Optické: NASA, HST, ASU, J. Hester a kol .; X-ray: NASA, CXC, ASU, J. Hester et al .)

 

9. Znovuzrodené pulzary

V roku 1982 zachytil Arecibo pulzar s označením PSR 1937 + 21, ktorý rotoval okolo svojej osi raz za 1,6 milisekundy. Stal sa tak dovtedy najrýchlejším objaveným pulzarom, dokonca  rýchlejším ako pulzar v Krabej hmlovine. Tento objav bol však spočiatku zarážajúci, pretože PSR 1937 + 21 je starší ako pulzar v Krabej hmlovine a vtedy sa predpokladalo, že s vekom sa rotácia pulzarov spomaľuje. Dnes už vieme, že existujú pulzary s oveľa vyššou frekvenciou rotácie. Čím sú staršie, tým sú pomalšie.



Panovala myšlienka, ktorú zmenil Arecibo a údaje z neho ukázali, že sa pulzary môžu roztočiť a rotovať aj stokrát za sekundu a to odsávaním materiálu zo susednej hviezdy (ako je vidieť na ilustrácii umelca; pulzar v modrej farbe). (ESA, Francesco Ferraro / Bologna Astronomical Observatory )


8. Ľad na Merkúre


Merkúr sa javil ako miesto, kde by sa sotva mohol nachádzať vodný ľad, pretože sa planéta nachádza príliš blízko k Slnku. Pozorovania Arecibom na začiatku 90. rokov však naznačili, že ľad sa nachádza v dlhodobo zatienených kráteroch na póloch Merkúra. Sklon osi tejto planéty na póloch v niektorých kráteroch vytvára podmienky na to, že sa tam slnečné svetlo nedostalo miliardy rokov. Sonda MESSENGER neskôr tieto pozorovania potvrdila. Nájdenie ľadu na Merkúre nastolilo otázku, či by ľad mohol existovať aj v zatienených kráteroch na Mesiaci - a nedávne pozorovania nových mesačných misií tomu nasvedčujú.

Merkúr nasnímaný sondou MESSENGER  v rokoch 2011 a 2012: náznaky vodného ľadu (žltá), ktoré na planéte vidí Arecibo, sa nachádzajú v tienistých oblastiach na póloch Merkúra (snímka je oblasť severného pólu). (NASA, JHUAPL, Carnegie Institution of Washington, Arecibo Observatory.)


7. Odhalenie Venuše

Venuša je stále zahalená hrubou vrstvou jej atmosféry, no radarové lúče Areciba sa mohli cez tieto oblaky predrať až k povrchu a odraziť sa späť, čo umožnilo vedcom zmapovať terén. V 70. rokoch 20. storočia získal Arecibo prvé rozsiahle mapy povrchu Venuše. Jeho radarové snímky odhalili dôkazy o minulej tektonickej a sopečnej činnosti na planéte, ktorej dôkazy sú napr. vyvýšeniny, údolia a starodávne lávové prúdy.


 
Pohľad na povrch Venuše pomocou Areciba v roku 1971. (DB Campbell / Cornell University)



Technologický pokrok umožnil Arecibu získať ostrejší pohľad na Venušu. Obrázok z roku 2015 odhaľuje severnú pologuľu planéty. (Smithsonian Institution, NASA GFSC, Arecibo Observatory, NAIC)


6. Merkúrov deň

V roku 1965 radarové merania Arecibo odhalili, že Merkúr sa otočí okolo svojej osi raz za 59 dní namiesto každých 88 dní. Toto pozorovanie objasnilo dlhotrvajúce tajomstvo týkajúce sa teploty planéty. Ak by sa Merkúr otočil okolo svojej osi raz za 88 dní, ako sa dovtedy myslelo, potom by rovnaká strana planéty vždy stála proti Slnku. Je to preto, že planéte trvá aj 88 dní, kým dokončí jeden obeh okolo Slnka.

Výsledkom by bolo, že na jeho osvetlenej strane by bolo oveľa horúcejšie ako na nočnej. 59-dňová rotácia lepšie zodpovedala pozorovaniu povrchovej teploty na planéte.



Obrázok Merkúru v nepravých farbách z údajov sondy MESSENGER, ktorý zvýrazňuje chemické a mineralogické vlastnosti na povrchu planéty. (NASA, JHUAPL, Carnegie Institution of Washington)




5. Mapovanie asteroidov

Arecibo katalogizoval vlastnosti mnohých blízkozemských asteroidov. V roku 1989 observatórium vytvorilo radarový obraz asteroidu 4769 Castalia, ktorý odhaľuje prvú známu dvojlalokovú horninu v slnečnej sústave.

Medzi ďalšie zvláštne nálezy patril aj asteroid, ktorý vyzeral ako psia kosť. Pochopenie charakteristík a pohybu blízkozemských asteroidov pomáha aj dnes určiť, ktoré z nich môžu predstavovať pre Zem nebezpečenstvo a ktoré treba bezpečne odkloniť.


Radarové snímky v roku 2000 odhalili zvláštny tvar asteroidu psej kosti s názvom 216 Kleopatra (zobrazený z viacerých uhlov).WSU, NAIC, JPL / NASA))


4. Správa pre mimozemšťanov

Observatórium Arecibo odvysielalo prvé rádiové posolstvo určené pre mimozemské tvory v novembri 1974. Táto známa správa, ktorá mala čiastočne demonštrovať schopnosti nového vysoko výkonného rádiového observatória, bola najsilnejším signálom, aký bol kedy vyslaný zo Zeme.

Správa  smerovala  ku  guľovej  hviezdokope M13 v súhvezdí Herkules vzdialenej približne    25 000 svetelných rokov a pozostávala z 1 679 bitov informácií. Tento reťazec binárneho kódu podrobne popisoval chemické vzorce pre zložky DNA človeka, schému slnečnej sústavy a iné vedecké údaje.



Je tam niekto? Prvá rozhlasová správa určená pre mimozemské publikum (zobrazená vľavo) bola vysielaná do vesmíru v binárnom kóde spoločnosťou Arecibo v roku 1974. Správa kódovala informácie o zložkách DNA (zelená) a jej tvar dvojitej špirály (modrá), čo je schéma slnečná sústava (žltá) a ďalšie údaje o živote na Zemi. (Arne Nordmann)


3. Opakovanie rádiových lúčov

Rýchle rádiové záblesky alebo FRB sú krátke vysokoenergetické výbuchy rádiových vĺn neznámeho pôvodu. Prvý FRB  Arecibo zaznamenal v roku v roku 2012 a následne v roku 2015. Nájdenie opakujúceho sa FRB vylúčilo možnosť, že tieto výbuchy boli generované jednorázovými kataklizmatickými udalosťami ako napríklad hviezdnymi zrážkami. A pretože sa FRB stále opakoval, astronómom sa podarilo vypátrať ho až k jeho domovu: trpasličej galaxii vzdialenej asi 2,5 miliardy svetelných rokov. To potvrdilo desaťročie trvajúce podozrenie, že zdroje FRB zábleskov sú mimo našej galaxie.



Opakujúci sa zdroj rádiových vĺn objavený Arecibom. Výbuch vznikol v trpasličej galaxii vzdialenej asi 2,5 miliardy svetelných rokov (obrázok viditeľného svetla, vpravo).H. Falcke


2. Vytváranie gravitačných vĺn

Gravitačné vlny boli prvýkrát priamo detegované v roku 2015, ale astronómovia videli prvé nepriame dôkazy o vlnách v časopriestore pred desiatkami rokov. Tieto dôkazy pochádzajú z prvého nájdeného pulzaru obiehajúceho okolo inej hviezdy, PSR 1913 + 16, ktorú prvý raz spozoroval Arecibo v roku 1974 .

Sledovaním času príchodu rádiových vĺn z tohto pulzaru počas niekoľkých rokov dokázali astronómovia zmapovať jeho obežnú dráhu a zistili, že PSR 1913 + 16 sa približuje k svojmu spoločníkovi. Keď sa obežné dráhy týchto dvoch hviezd pretnú, dochádza k strate energie binárneho systému takým spôsobom, že sa časopriestor rozvlní. Toto nepriame pozorovanie gravitačných vĺn získalo v roku 1993 Nobelovu cenu za fyziku.


Prvý pulzar, nájdený v roku 1974 na obežnej dráhe okolo inej hviezdy, poskytol nepriamy dôkaz o existencii gravitačných vĺn (ilustrované).ESO, L. Calçada


1. Prvé exoplanéty

Arecibo pomohol objaviť planéty obiehajúce Pulzar PSR B1257 + 12. Nález bol do istej miery náhodný. V roku 1990 bol Arecibo opravovaný, a preto bol nasmerovaný len na jednu časť oblohy. Počas týchto pozorovaní rotácie Zeme sa PSR B1257 + 12 prehnal cez zorné pole ďalekohľadu. Malé výkyvy v čase príchodu rádiových výbojov z pulzaru naznačovali, že hviezda sa vlnila v dôsledku gravitačného pôsobenia nepozorovateľných planét.

Odvtedy boli objavené tisíce exoplanét obiehajúcich okolo iných hviezd, vrátane hviezd podobných Slnku. Posledné prieskumy exoplanét však naznačujú, že planéty obiehajúce okolo pulzarov sú veľmi zriedkavé.


Prvými svetmi, ktoré kedy boli spozorované za slnečnou sústavou, boli tri kamenné planéty (na ilustrácii) obiehajúce okolo pulzaru PSR B1257 + 12. (NASA, JPL-Caltech, R. Hurt / SSC)