Обращенные к звездам. Прошлое, настоящее и будущее астрономии

На таких длинных волнах также проще использовать метод интерферометрии, которая позволяет нескольким антеннам VLA функционировать как единый телескоп. При интерферометрии множество разных телескопов (и не важно, расположены они в нескольких метрах друг от друга или на разных континентах) становятся блестящими точками на гигантском виртуальном зеркале. Астрономы могут направить эти телескопы на один и тот же объект, записать радиоданные с этого объекта на каждый телескоп, а затем отправить их в одно устройство, которое на их основе создаст конечное изображение. Это сложный метод, но объединять данные проще на более длинных волнах, так что для радиоастрономии он прекрасно подходит.

Полученный результат стоит всех усилий. Чем больше расстояние между телескопами, тем шире наше виртуальное зеркало и тем четче конечное изображение, даже несмотря на то, что «зеркало» в основном состоит из пустого пространства (вот почему антенны VLA установлены вдоль рельсов и могут быть расположены в четырех различных конфигурациях). 2017 год был отмечен наивысшим достижением в интерферометрии: объединив радиотелескопы в Аризоне, на Гавайях, в Мексике, Чили, Испании и на Южном полюсе в один телескоп величиной с планету, ученые впервые сфотографировали черную дыру. В апреле 2019 года эти снимки опубликовали, и фотографии черной дыры в 6,5 миллиарда раз массивнее нашего Солнца, находящейся в сердце Галактики на расстоянии 53 миллионов световых лет от нас, появились в новостях по всему миру.

Даже один-единственный радиотелескоп открывает целый ряд новых научных возможностей благодаря тому, что работает в этом необычном, но интересном режиме длинных радиоволн. Наблюдение за радиоизлучением позволяет нам изучать все — от магнитного поля Юпитера до мест рождения новых звезд и даже затухающего фонового излучения, оставшегося после Большого взрыва.

А еще радиообсерватории необычайно эффектно выглядят. VLA, прославившаяся благодаря фильму «Контакт», «снималась» практически везде — от музыкальных клипов до телевизионной рекламы. Еще один радиотелескоп, представленный в «Контакте», — обсерватория Аресибо, огромная 300-метровая тарелка, встроенная в естественное углубление карстовой воронки на северо-западе Пуэрто-Рико. Хотя в такой конструкции сама тарелка неподвижна, телескоп полноценно работает благодаря приемнику, подвешенному над тарелкой на высоте полторы сотни метров на трех огромных кабелях: приемник перемещается и нацеливается на нужные небесные объекты. Поклонники Джеймса Бонда также наверняка знакомы с Аресибо, сами того не зная: в фильме «Золотой глаз» эта обсерватория сыграла роль секретной антенны, скрытой под озером, с помощью которой главный злодей управляет спутниками. В кульминационный момент фильма Бонд (в исполнении Пирса Броснана) и злодей (которого играет Шон Бин) сражаются на шаткой платформе приемника, пока Бонд не сбрасывает своего противника на тарелку (добавив Аресибо к длинному и славному списку «киноубийц Шона Бина»).

Поскольку в радиоастрономии мы работаем с длинными волнами, радиотелескопы способны выполнять такие виды наблюдений, которые недоступны обычным телескопам, не говоря уже о впечатляющих достижениях в области интерферометрического взаимодействия и фотографирования черных дыр.

Как я узнала в свой первый день в качестве гида в VLA, радиотелескопы могут успешно вести наблюдения в любое время суток. А также при ярком солнечном свете, облаках и дожде, и даже ветер становится серьезной проблемой только в том случае, если достаточно сильно шатает антенну, что может физически повлиять на качество сигнала.

Радиотелескопу не помеха и снег в умеренных количествах — многие радиотелескопы спокойно продолжают наблюдение в снегопад и даже в метель. Единственная реальная трудность возникает, когда снег начинает скапливаться в тарелках, так как его вес может искривлять тарелку или создавать нагрузку на двигатели. В радиообсерваториях используют разные способы уборки снега. В Грин-Бэнк однажды в порядке эксперимента развели под телескопом огонь, рассчитывая растопить снег. (Эксперимент не удался — первые же капли от растаявшего снега потушили огонь. Ох уж эти астрофизики!) Там же, в Грин-Бэнк, пробовали сдуть снег с 300-футового телескопа с помощью реактивного двигателя компании Rolls-Royce. А у VLA есть специальный режим «сброс снега»: все двадцать семь тарелок одновременно наклоняют как можно ниже, чтобы просто вывалить оттуда снег, затем поворачивают тарелки так, чтобы ветер сдул остатки, и направляют на солнце, чтобы растопить лед. Другие радиотелескопы используют значительно более простой в техническом отношении способ, который известен в среде моих коллег как «аспирант с метлой».