Компьютерра - Журнал Компьютерра №725

А на других "звездочках небесных", думаете, иначе? Тише и спокойнее? Да по сравнению с некоторыми из них наше Солнце - как мирный огонек свечи рядом с термоядерной бомбой!

Все, кто когда-нибудь имел дело с гироскопами, помнят их звук - пронзительный тонкий свист маленького ротора… А теперь вообразите - мы "рядом" с пульсаром J1124-5916 (открыт в октябре 2001-го). Это вращающаяся нейтронная звезда [Впервые вращение звезд было открыто Г. А. Шайном и О. Струве (КрАО). Явление это, как теперь стало ясно, лежит в основе нестационарности большинства звезд]. Звезда! И один оборот - за 135 миллисекунд! Можете себе представить звук этого "гироскопа"?

Обиднее всего, что, даже находясь рядом, мы не сможем видеть эту красоту. Нейтронная звезда мрачна. Обычного света дает совсем мало. Зато "пылает" в радиодиапазоне.

А не так давно был взрыв. "Бахнуло", и многие триллионы тонн бывшей звезды помчались во все стороны со скоростью десятки тысяч километров в секунду. Полетели! И сейчас летят. Вот только ежели с Земли смотреть, все замерло - далеко ведь. Застыли в небе причудливые дымные облака… Красиво… "Остатки сверхновых, как и снежинки, по-своему сложны и прекрасны", - мечтательно рассказывает Сангвук Парк (Sangwook Park), астроном из Университета Пенсильвании (Pennsylvania State University), руководивший исследованием туманности, в которой "спрятался" пульсар J1124-5916.

А уж что творится в окрестностях черных дыр! Мы бы и не знали ничего о том, что там происходит, если бы глядели в небо лишь глазами, пусть даже в телескоп. Потому что ярчайший свет, озаряющий Мир, когда, преодолев сопротивление материи, гравитация "схлопывает" звезду, - невидимый. Это - гамма-всплеск, впервые зафиксированный американским спутником-шпионом в 1968 году. Энергия, выделяющаяся при гамма-всплесках, просто чудовищна: эффект наблюдается на расстояниях свыше 10 млрд. световых лет, а ведь для этого нужно излучить 1051–1054 эрг в гамма-квантах за считанные секунды; это больше, чем при самых грандиозных взрывах, известных человечеству. Даже сверхновые выделяют гораздо меньшую энергию, причем за месяцы(1050–1051 эрг).

А недавно астрофизики "увидели" нечто… Вернее сказать - "ничто". В глубинах Вселенной обнаружился "пузырь пустоты". Огромная область пространства поперечником в миллиард (!) световых лет оказалась пустой. В этом объеме могли бы поместиться миллионы галактик, но… Там ничего нет. Не будь у нас "радиоглаза" - спутника-радиотелескопа Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), способного синтезировать карты реликтового микроволнового излучения, ничего бы мы не видели и не знали о колоссальном "поле деятельности" непонятной "темной энергии" в созвездии Эридана (так называемое WMAP Cold Spot - "холодное пятно" WMAP), которая "выметает" из зоны своего действия звёзды, галактики и даже космическую пыль…

И еще немного жаль "Столпы творения"… Так астрономы назвали удивительно красивые газово-пылевые структуры, сфотографированные в 1995 году орбитальным телескопом Hubble. Фотографии были сделаны в видимом свете, а когда тот же участок неба был заснят в инфракрасных лучах (орбитальный телескоп Spitzer), открылась картина поистине трагическая. На последних снимках прямо за "Столпами" вспухает шар из горячего, быстро расширяющегося вещества - остаток взрыва сверхновой, случившегося 7–9 тысяч лет назад. Ученые считают, что ударная волна колоссального взрыва уничтожила "Столпы творения" еще шесть тысяч лет назад, но… До нас оттуда свет летит семь тысяч лет, и мы сможем любоваться уже не существующими "скульптурами" еще тысячелетие.

Современные астрономы все меньше и меньше смотрят в небо глазами, а видят все больше и больше. Такой вот парадокс получается…

Спешу поблагодарить Надежду Ивановну Шаховскую, ученого секретаря НИИ "Крымская астрофизическая обсерватория", и заместителя директора НИИ КрАО по научной работе Кирилла Анатольевича Антонюка за помощь в работе над темой номера, полезное общение и предоставленные материалы.

Автор: Юрий Романов

Воспользовавшись любезным приглашением заместителя директора Радиоастрономического института академика НАН Украины А. А. Коноваленко [За что хочу выразить ему благодарность, а также за доброжелательную помощь в подготовке этого материала], я нахожусь на территории крупнейшего в Мире радиотелескопа УТР-2. Игорь Савельевич Фалькович, главный научный сотрудник Радиоастрономического института НАН Украины, доктор ф.-м.н. любезно согласился ответить на ряд вопросов об истории создания и перспективах этого уникального научного инструмента.

Игорь Савельевич, УТР-2 - действительно самый большой в мире радиотелескоп? И что он собой представляет с инженерной точки зрения?

- Это действительно так. Площадь, занимаемая радиотелескопом на местности - 2 кв. км (!), а эффективная площадь антенны - 150 тысяч кв. м. Можно привести и такую характеристику - суммарная площадь антенн всех остальных радиотелескопов в мире меньше площади антенны УТР-2. Поскольку работа любого радиотелескопа основана на приеме энергии падающего на Землю космического радиоизлучения, то понятно, что величина эффективной площади антенны во многом характеризует возможности инструмента.

С инженерной точки зрения УТР-2 - это антенная решетка, имеющая в плане Т-образную форму. (См. также "толковый словарик" во врезках на с. 24 и 26.) Высокочастотные кабели от приемных диполей сходятся в подземных галереях, протянувшихся вдоль "плеч" решетки, где подключаются к управляемым линиям задержек, при помощи которых вносятся фазовые сдвиги сигнала, требуемые для управления диаграммой направленности телескопа, ширина которой порядка 0,5°. Система управления антенной способна одновременно формировать до пяти "лучей" по обеим координатам, гибко перестраивать конфигурацию антенной решетки.

Кстати говоря, "многолучевость" позволяет эффективно бороться с влиянием атмосферы - когда из-за ионосферных флуктуаций видимое положение наблюдаемого объекта уходит с оси одного из лучей, оно может быть поймано соседним лучом и т. д.

Расскажите немного о том, как практически осуществляется наведение телескопа на объект исследования. Как прицелить обычный телескоп - более или менее понятно, движущиеся чаши радиотелескопов наверняка все видели в телепередачах, но ведь УТР всегда неподвижен…

- Ну, строго говоря, он не неподвижен. Земля вращается, а вместе с ней - и антенна телескопа. Тем самым, можно естественным путем осуществлять непрерывное сканирование некоторой области. Это удобно, поскольку система управления нашего телескопа реализует дискретное изменение положения лучей диаграммы направленности (так уж она сконструирована).