Upgradováno velmi velké pole Teleskop spatří dětské solární systémy – pokud je financován

Plany v San Agustinu z Nového Mexika jsou jiné světové: na podlaze údolí vládnou ticho, písek a ostré rostliny. Knobble vulkanická skála stoupá nad. Nohy pronghornsů a jackrabbitů rozbijí krajinu.

A tak také dělá jeden z největších dalekohledů na světě.

Plains House příhodně pojmenovaný Velmi velké pole (VLA) – Radio Telescope vyrobený z 27 různých antén, z nichž každá vypadá jako domácí satelitní miska na steroidech. V jinak prázdné poušti se rozšířili do tvaru Y, který může prodloužit 22 mil na konci. Když jsou antény namířeny na stejnou věc na obloze současně, fungují společně jako jeden velký dalekohled a simulují nástroj tak široký jako vzdálenost mezi nádobími. V tomto případě tedy mají obrázky z VLA tolik rozlišení, jako by to bylo, kdyby to byl jeden dalekohled 22 mil široký: vysoké rozlišení, jinými slovy. VLA se stala ikonickou a inspirativní pro generaci astronomů, díky filmu Kontakt, ve kterém postava Jodie Foster používá pole k slyšení mimozemská komunikace.

O podpoře vědecké žurnalistiky

Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceněné žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a myšlenkách, které dnes formují náš svět.

The VLA anténySkutečné hvězdy filmu, současně vypadají, že nepatří do krajiny a také jako vždy tu byli. Samozřejmě ne, ale jejich výstavba začala v 70. letech, díky čemuž byla VLA nejstarším nástrojem v portfoliu observatoře National Radio Astronomy (NRAO). Tato federálně financovaná organizace staví, udržuje a provozuje rádiové dalekohledy To, že jakýkoli astronom – bez ohledu na jejich institucionální příslušnost nebo občanství – se může vztahovat na použití.

VLA, nyní ve středním věku, je však způsobena náhradou. Po všech těchto desetiletích astronomové chtějí něco lesklého, plně moderního a schopnějšího: nová sestava se všemi zvonky a píšťalkami spíše než okouzlující stará koloniální, která byla přestavěna po částech. NRAO na tom pracuje a plánuje navrhovaného nástupce navrhovaného VLA: velmi velké pole (NGVLA). (Astronomové mohou být vědecky kreativní, ale jsou to jazykové přímé střelce.)

V pátek odpoledne na konci dubna organizace shromáždila politické vůdce spolu s vědci a inženýry, aby odhalili prototypovou anténu – ta, která bude několik stokrát klonována, aby se vytvořila budoucí NGVLA. Na pláních se objevil těsně za partygoers a stál vedle svých předchůdců, starých a nových stereo. „Částka, kterou technologie postupovala od doby, kdy byla vytvořena VLA, je úžasná,“ říká Jill Malusky, zprávy NRAO a veřejná informací. „Anténa VLA a anténa NGVLA vypadají velmi odlišně, protože jsou.“

Hosté putovali poblíž antén a zkontrolovali šíření jídla, která zahrnovala sochu, vyrobenou v médiu melounu, antény rádiového dalekohledu. Na pozadí hrálo komorní kvarteto, jediný kapradin, který je čelo, s otevřeným barem mazáním události. Byla to fantazie – pro vědu. Pro astronomy je však NGVLA velkým problémem a událost byla zamýšlena částečně posílit politickou podporu potřebnou k tomu, aby se to stalo. V současné době se jedná o navrhovaný projekt – a stále vyžaduje konečné financování. „Mít fyzickou anténu, na kterou můžeme poukazovat a testovat, prokázat, že hodnota tohoto projektu je takovým milníkem,“ říká Malusky. „Je to vše reálnější.“

Ambiciózní projekt má nadšený astronomickou komunitu, který by doplňoval další radové dalekohledy v USA i v zahraničí, což by doplňovalo další rozhlasové dalekohledy v USA i v zahraničí. Ale to, zda velké vědecké dalekohledy, rádio nebo jinak, přežijí současné prostředí financování, zůstává temnou záležitostí. Tato nejistota je součástí toho, proč událost NRAO vyvolala pro Malusky spektrum emocí. „Je to kombinace vzrušení a strachu,“ říká. „Můžeme lidi investovat do potenciálu hlavního projektu, který stále shromažďuje zdroje a jen přes deset let k uskutečnění?“

Vanguardská anténa

Toho pátek odpoledne stál Tony Beasley, ředitel NRAO, na přední straně stanu odolné akce a čelil prototypu. Jeho jídlo bylo tvořeno lesklými panely sestavenými do osmiúhelníku. Ze spodního okraje podpůrné vzpěry zvedly sekundární odrážející povrch a přijímač (v podstatě rádiová verze kamery optického dalekohledu), která vypadala trochu jako Postava kosmické lodi Fosterová nastoupila do Kontakt.

Anténa, asi tak široká jako bowlingový pruh, je dlouhá, byla navržena tak, aby sbírala rádiové vlny z vesmíru – potažené z hvězd, které se rodí nebo umírají, věci mezi hvězdami a další. Jakmile přijde rádiové světlo, zasáhne hlavní jídlo a odrazí se k sekundárnímu reflektoru a poté přijímači, který zachytí vlny a změní je v digitální signály, které budou poté odeslány do počítačů.

Na začátku se prototypová mísa připojí k stárnoucím VLA a shromažďuje se s nimi – bude to učeň druhů.

„Vidíte tam jednu anténu,“ řekl Beasley a nasměroval pozornost publika za stanem, který byl otřesen větrem do té míry, že lidé také vrhají oči nahoru, aby posoudili jeho strukturální integritu. NRAO nakonec plánuje postavit 262 dalších antén a šířit je po USA, s jejich čísly se soustředily na jihozápadě. Z těchto antén, Beasley pokračoval: „192 z nich bude viditelné, odkud stojím tady.“

Společně by antény NGVLA mohly vyzvednout signál mobilního telefonu z 500 miliard kilometrů (více než 310 miliard mil) pryč (i když by to nebylo nejpravděpodobnější najít). To znamená, že dokáže detekovat Android zabudovaný do oortového cloudu, sbírku komet, který tvoří vnější část sluneční soustavy. Rozlišení budoucího dalekohledu by mělo být dostatečně vysoké, aby v New Yorku složilo oční zkoušku bez brýlí, pokud by byl v Los Angeles umístěn graf dopisů.

Tato přesnost jí dává vědeckou šířku, což jí umožňuje řešit některé otázky nejvyšší priority astronomů, jako je to, jak se planety stanou a jak se vytvářejí solární systémy, jako je naše. „Dalo by se, říci, sondovat cloud, který tvoří planety, a zjistit, kde jsou planety – jako jednotlivé mezery v cloudu, že planety vypracují,“ říká David Kaplan, astronom a profesor fyziky na University of Wisconsin – Milwaukee.

Ze všech rádiových dalekohledů by NGVLA byla planetární „vlajková loď“ pro formování Star a Planet, říká Kaplan. Při vysokých rozhlasových frekvencích a velkých separacích antén „by to byla jediná hra ve městě.“

NGVLA bude také hledat organické molekuly a chemické podmínky nových solárních systémů, které by mohly někdy pobídnout život. Ukáže, jak se galaxie scházejí a vyvíjejí, použijte centrum Mléčné dráhy k testování představ o tom, jak gravitace funguje, a prozkoumat, jak se hvězdy vyvíjejí. A bude lovit černé díry a jejich výbuchy.

Vzhledem k různým schopnostem byl dalekohled vysoce hodnocen v „dekadálním průzkumu“ astronomů, což je letový proces, ve kterém astronomická komunita zhodnocuje své nejcennější vědecké otázky a hodnotí, které budoucí dalekohledy jsou nejlépe vhodné k nalezení některých odpovědí. Financování od agentur, jako je National Science Foundation (NSF), které bankrolls NRAO, obvykle dodržuje doporučení průzkumu.

Průzkum doporučil NGVLA jako nejvyšší prioritu. „Může to změnit krajinu,“ říká Matt Dobbs, fyzik na McGill University, který studuje původ a vývoj vesmíru a pracoval na průzkumu spolu s Kaplanem.

Vyhlídky dalekohledu

NRAO doufá, že v roce 2029 zahájí výstavbu NGVLA, přičemž počáteční operace začínají v roce 2033. Možnost je jasným místem pro americkou astronomii rozhlasové astronomie. VLA je více než 40 let; Telescope Green Bank, dokončený v roce 2001, je více než 20. a nejnovější nástroj NRAO, Atacama velké milimetrové/submillimetrové poleotevřeno před 12 lety.

Posledně jmenované dva, i když ne nové, nikam nechodí, pokud to někdo ví. Dělají však různé druhy vědeckých analýz než VLA a NGVLA bude.

Nový dalekohled však má na patách šťouchání. Další budoucí rozhlasová observatoř, nazvaná Deep Synoptic Array 2000 (DSA-2000), plánuje řád více pokrmů než NGVLA-2 000 z nich. Každý z nich však bude jen asi 16 stop napříč, zatímco NGVLA pokrmy budou měřit 60 stop. DSA-2000 bude také pracovat v jiném rozsahu frekvencí než NGVLA.

Vývoj DSA-2000 se také pohybuje rychleji než vývoj nástupce VLA, ačkoli z velké části je to proto, že první se spoléhal na soukromé financování více než na federální zdroje, jak má prototypování NGVLA.

Při ústupu zpět od závislosti na NSF by posádka DSA-2000 mohla být na něčem. Jen několik dní před obřadem NGVLA zrušila NSF více než 400 aktivních grantů; Jeden den předtím rezignoval tehdejší ředitel agentury Sethuraman Panchanathan. „Je to klíčový okamžik pro náš národ, pokud jde o globální konkurenceschopnost,“ řekl ve svém dopise sbohem. „NSF je nesmírně důležitá investice, díky kterému se z nás vědecká dominance stane skutečností. Nesmíme ztratit konkurenční výhodu.“

Nikdo neví, jak vypadá budoucnost astronomie financované NSF, natož astronomii rozhlasové astronomie financované NSF. Prezident Donald Trump dosud o této konkrétní oblasti moc neřekl. Ale ne budování NGVLA by mohlo tuto hranu ohrozit.

Dobbs však drží naději na roli USA v budoucnosti rozhlasové astronomie, částečně kvůli pohonu jeho minulosti.

„Spojené státy mají vše, co potřebuje, aby se tento projekt stal skutečností,“ dodává. Zda to však učiní, vyžaduje shromáždění více údajů z budoucnosti. Koneckonců, je smůlu spočítat své antény, než se vylíhnou.

Dobbs se zaměřuje na menší radioleskopy, jako je ten, který se nazývá kanadský experiment s mapováním vodíku (Chime) a jeho nástupce, zkratkový akord. Obě mapují, jak byl vodík distribuován v raném vesmíru a detekuje rychlé roztržení rádia. Jejich antény jsou levné (ish), jejich celková stopa malá a jejich ambice jsou omezeny na konkrétní vědu – v tomto případě plynové mapy.

Na odhalení prototypu-Antenna tedy mělo smysl, že existuje liminální pocit, co bylo jinak slavnostním shromážděním. A bylo nápadné, že zástupci NSF, agentury, která by financovala výstavbu a provoz dalekohledu, tam nebyly, což Beasley řekl, že je to „z různých důvodů“.

Chris Smith, prozatímní ředitel divize astronomických věd NSF, poslal dopis, který se má přečíst davu s vínem a živinou. „NSF financoval tento vývoj nejen proto, aby zajistil technickou proveditelnost pokročilých schopností NGVLA,“ napsal. Prototyp také podporoval jako „způsob vytváření nových inovací v oblasti rozhlasové astronomie“.

A to může být pravda. Ale ti, kteří se shromáždili na události NRAO, konkrétně také doufají, že NGVLA, nádoba na optimismus ohledně budoucnosti rozhlasové astronomie v USA, vyrábí z této suché půdy.

„Začíná to jediným krokem,“ řekl Beasley na akci – v tomto případě jedna anténa.