Телескопы, радиотелескопы и детекторы гравитационных волн

В последнее время астрономы добились замечательных достижений. Во-первых, им удалось сделать первую в мире прямую фотографию черной дыры, о которой мы пишем в другом месте этого выпуска МТ. Чуть ранее они впервые запечатлели экзопланету HR8799e (1) и ее атмосферу. И все благодаря нашим космическим чувствам.

Как вы знаете, существует множество типов телескопов, различающихся в основном тем, что они снимают. Телескопы оптический они используют видимый свет. рентген обнаруживать объекты в диапазоне длин волн короче ультрафиолетового света. Телескопы в работе в инфракрасном диапазоне использовать длины волн больше, чем видимый свет, и ультрафиолет — короче видимого света. Вместе они составляют наш космический вид.

Слух называется сеть радиотелескопов, из которых самые большие антенны имеют диаметр до полукилометра. Они работают в поле. Именно благодаря глобальной сети обсерваторий такого типа, получившей название, было получено ныне известное изображение массивной черной дыры в центре галактики Мессье 87.

А название трогать? Что ж, это чувство можно было бы сравнить с зарождающимся гравитационно-волновая астрономия. Детекторы, такие как LIGO наконец, они ощущают вибрации пространства, что связано с осязанием.

От Канарских островов до Южной Африки

Хотя прошло уже десять лет, Gran Telescopio Canarias (GTC) на Канарских островах до сих пор имеет самое большое зеркало среди известных нам телескопов.

Главное зеркало состоит из 36 шестиугольных сегментов. Обсерватория также оснащена несколькими вспомогательными инструментами, такими как CanariCam, камера, способная изучать инфракрасный свет среднего диапазона, излучаемый звездами и планетами. CanariCam также обладает уникальной способностью отображать направление поляризованного света и блокировать яркий звездный свет, делая экзопланеты более заметными.

Мы также часто читаем в СМИ об открытиях, сделанных с помощью пары телескопов. Кек I и II с зеркалами по 10 м каждое, расположенными в обсерватории WM Kecka, недалеко от вершины гавайского вулкана Мауна-Кеа. Телескопы, соединенные вместе, образуют интерферометр Кека, являясь одним из крупнейших в мире.

Калифорнийский университет и лаборатория Лоуренса Беркли начали разработку этого оборудования в 1977 году. Американский бизнесмен и филантроп Говард Б. Кек пожертвовал 70 миллионов долларов, необходимых для строительства. Восхождение на Кек-1 началось в 1985 году.

3. Сравнение размеров наземных телескопов:

1. Очень большой телескоп, 2. Чрезвычайно большой телескоп, 3. Телескопы Кека (Keck I и Keck II), 4. Тридцатиметровый телескоп, 5. Канарский большой телескоп (Gran Telescopio Canarias), 6-й телескоп Subaru, 7-й южноафриканский большой телескоп. , 8-й Телескоп Новой Технологии, 9-й Гигантский Магелланов Телескоп, 10-й Большой Большой Синоптический Обзорный Телескоп

Популярность обсерватории росла, и были сделаны дополнительные пожертвования, которые позволили реализовать Keck 2. В 2004 году здесь была использована первая лазерная система с адаптивной оптикой в ​​большом телескопе, которая создает искусственное звездное пятно, полезное при рассматривании неба в качестве ориентира. для исправления атмосферных искажений.

Один из самых известных оптических телескопов Южноафриканский большой телескоп (SALT), крупнейший наземный оптический прибор в южном полушарии, ориентированный на спектроскопические исследования. Его главное зеркало состоит из 91 шестиугольного зеркала.

Благодаря своему расположению SALT может делать снимки, недоступные для обсерваторий северного полушария. Телескоп финансируется группой стран, состоящей из: Германии, Великобритании, Новой Зеландии, Индии, ЮАР, США и… Польши.

Другая конструкция, известная не только в астрономическом сообществе, Большой двухобъективный телескоп (Большой бинокулярный телескоп, LBT). Оба зеркала телескопа монолитные, диаметром 8,4 м каждое. Общая площадь зеркал 111 м2. Таким образом, возможности LBT сравнимы с однозеркальным телескопом диаметром 11,8 м.

Subaru, японский телескоп, работающий в диапазоне видимого света и инфракрасного, с так называемым активной оптики, имеет монолитное зеркало общим диаметром 8,3 м (из них 8,2 м используется для наблюдения), которое было изготовлено путем сварки 55, в основном шестиугольных, сегментов. Он оснащен 261 приводом для компенсации любой деформации зеркала. Этот инструмент находится в Гавайской обсерватории Мауна-Кеа.

Сухая, прозрачная и нет людей

конечно Приведенный выше обзор — лишь введение в путешествие в столицу мировой астрономии, которой является район пустыни Атакама в Чили. Именно здесь были построены самые большие и мощные комплексы телескопов в мире. Им благоприятствуют природные условия, такие как чрезвычайно сухой воздух, ясное небо и низкая численность населения..

Так есть, например, южная часть Обсерватория Близнецов, состоящий из двух 8,1-метровых оптических телескопов, расположенных в двух разных местах на Земле. Двойные телескопы разработаны и эксплуатируются консорциумом, в который входят США, Великобритания, Канада, Чили, Бразилия, Аргентина и Австралия. Один из телескопов Северный близнец (Gemini North, также известный как Телескоп Фредерика К. Джиллета) был построен на Мауна-Кеа. Второй — Южный двухквартирный дом (Близнецы Юг) — возведен на высоте 2500 м над уровнем моря, на горе Серро-Пахон в чилийских Андах.

В настоящее время считается крупнейшей оптической астрономической обсерваторией. Очень Большой Телескоп (VLT, Very Large или Large, Telescope), принадлежащий Европейской южной обсерватории (ESO). Он представляет собой комплект из четырех оптических телескопов с адаптивной и активной оптикой, с диаметром зеркала 8,2 м каждый (2), которые при интерферометрических исследованиях дополняются четырьмя регулируемыми оптическими телескопами диаметром 1,8 м.

Большие телескопы называются Анту, Куйен, Мелипал и Йепун, что связано с мифологией местных индейцев. Кроме них, в комплексе есть телескоп VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) с диаметром зеркала 4,1 м и VST (VLT Survey Telescope) с диаметром зеркала 2,6 м.

ВЛТ находится в г. Паранальская обсерватория на холме Серро Параналь (2635 м над уровнем моря), в пустыне Атакама. Вершина холма — одно из самых засушливых мест на Земле. Четыре основных телескопа размещены в зданиях с регулируемой температурой. Такая конструкция сводит к минимуму неблагоприятные эффекты, влияющие на условия наблюдения, такие как турбулентность воздуха в трубе телескопа, которая может возникать из-за перепадов температуры и ветра. Согласно ESO, VLT может «реконструировать изображения с угловым разрешением миллисекундного диапазона, что эквивалентно наблюдению двух автомобильных фар на Луне с Земли».

Самые большие телескопические зеркала, работающие на Земле

• Большой Канарский Телескоп (GTC): ввод в эксплуатацию — 2002-2008 гг. / диаметр — 10,4 м / местонахождение — обсерватория Роке-де-лос-Мучачос, Канарские острова, Испания

• Телескоп Хобби’эго-Эберлы’эго: 1996 г./10 м / Обсерватория Макдональд, Техас, США

• Кек I и II: 1993-1996 / 10 м / Обсерватория Мауна-Кеа, Гавайи, США

• Южноафриканский большой телескоп: 2005 г./9,2 м/Обсерватория Южно-Африканская Астрономическая, Северный Кейп, РПА

• Двухлинзовый Большой Телескоп: 2004 г./8,4 м/Международная обсерватория Маунт Грэм, Аризона, США

• Телескоп Subaru (JNLT): 1999 г. / 8,2 м / Обсерватория Мауна-Кеа, Гавайи, США

• Antu, Kueyen, Melipal, Yepun (Very Large Telescope, VLT): 1998-2001 / 8,2 м / Обсерватория Параналь, регион Антофагаста, Чили

• Близнецы Север и Юг: 1999-2001 / 8,1 м / Обсерватория Мауна-Кеа, Гавайи, США и Серро-Пачон (CTIO), регион Кокимбо, Чили

• Teleskop MMT (многозеркальный телескоп): 2000 р./6,5 м/Обсерватория Уиппла, Аризона, США

• Магеллан 1 и 2: 2000-2002 / 6,5 м / Обсерватория Лас Кампанас, регион Атакама, Чили

Будущее (немного неопределенно)

Классификация крупнейших наземных телескопов может быть полностью пересмотрена через несколько лет. На Мауна-Кеа построят XNUMX-метровое здание Тридцатиметровый телескоп (TMT) с предполагаемым бюджетом в 1,4 миллиарда долларов (4). Его планируемая апертура (диаметр отверстия, через которое проникает свет) в девять раз больше, чем поверхность зеркала Кека, и ожидается, что он будет давать изображения с разрешением в двенадцать раз выше, чем у размещенного на орбите. Космический телескоп Хаббл.

4. Визуализация тридцатиметрового телескопа на Гавайях.

В Чили строят европейский Чрезвычайно большой телескоп (Extremely Large Telescope, ELT), с апертурой 39 м (5). Когда она заработает, это будет самая крупная структура такого типа, работающая в области видимого света в мире (6) и.

5. Визуализация Чрезвычайно Большого Телескопа

И TMT, и ELT должны быть запущены примерно в 2024 году, хотя в случае с первым это совсем не обязательно. Проект TMT работает с 90-х годов. Первые лопаты были вбиты в землю лишь в 2014 году, и вскоре работы были остановлены из-за протестов коренных жителей Гавайев против установки телескопа на их священной горе Мауна-Кеа. Началась судебная тяжба. В прошлом году высший суд Гавайев вынес решение о разрешении на строительство, но сможет ли оно продолжаться?

6. Сравнение размера предлагаемого ELT со стадионом Etihad в Манчестере.

Третий запланированный земной гигант — Гигантский Магелланов телескоп в обсерватории Лас-Кампанас в Чили. Его главное зеркало будет состоять из семи сегментов диаметром 8,4 м каждый, что даст разрешение, эквивалентное одиночному зеркалу диаметром 24,5 м (7).

7. Большой Магелланов телескоп — визуализация

Несколько лет назад ожидалось, что GMT начнет работать в 2021 году. Сегодня дата объявлена ​​через три года. Как уверяют астрономы, телескоп будет достаточно мощным, чтобы дать нам прямой обзор планет в других звездных системах, сможет регистрировать свет с самых ранних моментов Вселенной и, возможно, поможет ответить на величайшие вопросы современной космологии, в том числе на то, как галактики , образуются темная материя и темная энергия, а также звезды после Большого взрыва.

Построен в Чили. Большой синоптический обзорный телескоп (LSST, Great Telescope for Synoptic Surveillance Observing) основан на предпосылке, что не всегда большие зеркала являются ключом к созданию лучшего телескопа. У него будет зеркало с апертурой «всего» 8,4 м в диаметре (в целом все равно достаточно большое), но оно компенсирует его по дальности и скорости. Он предназначен для сканирования всего ночного неба, а не для фокусировки на отдельных целях — с помощью самой большой цифровой камеры на Земле для захвата цветных цейтраферных видеороликов.

По словам корпорации LSST, которая строит этот телескоп совместно с Министерством энергетики США и Национальным научным фондом, «LSST предоставит беспрецедентные трехмерные карты распределения масс во Вселенной», которые могут пролить свет на таинственную темную энергию, которая управляя ускоренным расширением пространства. Также он позволит провести полную инвентаризацию собственной Солнечной системы, включая потенциально опасные астероиды размером до 100 м. Ввод аппарата в эксплуатацию намечен на 2022 год.

Уши больше, чем глаза

Один из самых узнаваемых наземных астрономических приборов в мире работает с 1963 года недалеко от Аресибо, Пуэрто-Рико. Это радиотелескоп с диаметром антенны 305 м, что намного больше, чем зеркало любого существующего или планируемого оптического телескопа, состоящего почти из 40 XNUMX. алюминиевые панели.

Структура используется в радиоастрономии, атмосферных и радиолокационных исследованиях несколькими учреждениями: Корнельским университетом, SRI International, USRA и Столичным университетом в Пуэрто-Рико в сотрудничестве с Национальным научным фондом. Доступ к телескопу предоставляется научным подразделениям на основании заявок, рассмотренных независимой комиссией. С 1963 по 2016 год у радиотелескопа была самая большая одиночная тарелка в мире. Только в 2016 году был создан более крупный радиотелескоп FAST в Китае.

Форма купола Аресибо сферическая (а не параболическая, как у большинства радиотелескопов). Это связано с тем, как радиотелескоп направлен на сигнал — тарелка неподвижна, а приемник перемещается. Сам приемник разместили на 900-тонной конструкции, подвешенной на высоте 150 м на восемнадцати тросах, закрепленных на трех железобетонных опорах. Вторая и третья чаши фокусируют отраженные волны на антенне. Мобильность приемника позволяет наводить радиотелескоп в любую точку 40-градусного конуса вокруг зенита.

Радиотелескоп Аресибо сделал возможными многие известные научные открытия. Спасибо ему:

• 7 апреля 1964 г., менее чем через полгода после ввода в эксплуатацию, Меркурий обратился вокруг Солнца не за 88, а за 59 дней;
• в 1968 г. открытие периодических (33 мс) радиоимпульсов из Крабовидной туманности дало первое свидетельство существования нейтронных звезд;
• в 1974 году Рассел Алан Халс и Джозеф Хутон Тейлор открыли первую двойную систему пульсаров и с ее помощью проверили правильность теории относительности — за что позже получили Нобелевскую премию по физике;
• в 1990 г. польский астроном Александр Вольщан измерил периоды колебаний пульсара PSR 1257+12, что позволило ему открыть первые три внесолнечные планеты, вращающиеся вокруг него;
• В январе 2008 года благодаря наблюдениям радиоспектроскопии в галактике Arp 220 были обнаружены пребиотические частицы метамина и цианистого водорода.

Одним из крупнейших наземных астрономических инструментов являются радиоантенны системы. Большой миллиметровый / субмиллиметровый массив Atacama (ALMA). Они расположены на плато Чайнантор в чилийских Андах, на высоте более 5 метров. м над уровнем моря.Обсерватория расположена так высоко, что работающим там астрономам приходится пользоваться кислородными масками. Он состоит из 66 точно изготовленных радиотелескопов диаметром 12 и 7 м. ALMA входит в состав команды Event Horizon, недавно «увидевшей» черную дыру.

ALMA работает в диапазоне 31,3-950 ГГц. Он имеет гораздо более высокую чувствительность и разрешающую способность, чем существующие телескопы с субмиллиметровыми длинами волн, такие как телескоп Джеймса Клерка Максвелла, или другие сети радиотелескопов, такие как Субмиллиметровая матрица (SMA) Ораз ИРАМ Плато де Бюр.

Излучение этой длины волны часто исходит от самых холодных и удаленных объектов в космосе, включая из облаков газа и пыли, в которых рождаются новые звезды, и из далеких галактик на краю наблюдаемой Вселенной. Космос в этих длинах волн до сих пор досконально не исследован, потому что для проведения ценных наблюдений нужны приборы, расположенные в месте, гарантирующем не только хорошие погодные условия для наблюдений, но и очень низкую влажность воздуха.

8. Визуализация массива квадратных километров в Западной Австралии.

Сеть радиотелескопов общей площадью 1 км планировалась годами² — Массив квадратных километров (SKA). Он будет построен в южном полушарии, в Южной Африке и Австралии (8), где наблюдения за Млечным Путем наиболее просты и где электромагнитные помехи минимальны. Предполагается, что их будет более 100 тысяч. низкочастотные антенны, расположенные в Австралии, и сотни антенн в Южной Африке. Когда этот набор будет завершен, SKA станет королем радиотелескопов с чувствительностью в 50 раз большей, чем у любого когда-либо построенного радиотелескопа. Такая мощность могла бы изучать сигналы Вселенной 12 миллиардов лет назад! Комплекс будет работать в диапазоне частот от 70 МГц до 10 ГГц.

— сообщил СМИ Энтони Шинкель, директор инфраструктурного консорциума CSIRO SKA, австралийского исследовательского агентства, управляющего австралийской стороной проекта.

—

Инвестиции требуют специальной инфраструктуры, в том числе расположения 65 XNUMX кв.м. волоконно-оптические кабели, используемые для передачи данных от антенн к суперкомпьютерным устройствам СКА.

Ожидается, что она будет введена в эксплуатацию к 2030 году. Обсерватория строится международным консорциумом, в который входят Австралия, Великобритания, Канада, Китай, Индия, Италия, Новая Зеландия, Швеция и Нидерланды, а также Ботсвана, Гана, Кения, Мадагаскар. , Маврикий, Мозамбик, Намибия и Замбия.

В прошлом году, в июле, он был принят на вооружение в ЮАР. Радиотелескопическая сеть MeerKAT, массив из 64 антенн в полузасушливом районе Кару. Каждая антенна имеет диаметр 13,5 м, и вместе они работают как единый гигантский телескоп, предназначенный для сбора радиосигналов из космоса. В будущем он станет частью вышеупомянутого межконтинентального массива квадратных километров. После запуска MeerKAT ученые подключили к сети мощный Оптический телескоп MeerLITCHдля одновременного оптического и радиоизучения космических явлений.

— заявил агентству AFP Пол Гроот из Университета Радбуд в Нидерландах.

Вышеупомянутый гигантский радиотелескоп БЫСТРО (9), построенный Китаем в провинции Гуйчжоу, имеет XNUMX-метровый сферический телескоп с диаметром чаши, примерно равным тридцати футбольным полям. Как и радиотелескоп Аресибо, он оснащен неподвижной основной антенной и скользящими волновыми датчиками над его куполом, благодаря чему он может изучать объекты, находящиеся не в зените, — и может анализировать объекты дальше от зенита, чем прибор Аресибо.

9. Радиотелескоп FAST в Китае

БЫСТРО работает в диапазоне 0,7-3 ГГц. Целью исследований радиотелескопа являются скопления нейтрального водорода в Млечном Пути и других галактиках, обнаружение пульсаров (как в нашей галактике, так и за ее пределами), изучение молекул в межзвездном пространстве, поиск переменных звезд и поиск внеземной жизни (в рамках programu SETI). Ожидается, что FAST сможет обнаруживать передачи сигналов инопланетных цивилизаций на расстоянии более 1 метров. световых лет.

Ожидается, что FAST будет запущен к концу 2019 года. Однако недавно Китай утвердил план строительства еще одного, еще более крупного радиотелескопа. Планируется, что он начнет работу в 2023 году.

Крупнейшие наземные радиотелескопы

• Сферический телескоп с пятисотметровой апертурой (FAST): ввод в эксплуатацию — 2019 г. (план) / диаметр параболической антенны — 500 м / местонахождение — Пинтан, провинция Гуйчжоу, Китай

• Обсерватория Аресибо: 1963/305 м / Аресибо, Пуэрто-Рико

• Радиотелескоп Зеленый Банк им. Роберта С. Бирда: 2002 г.р./100лет110 м / Грин Бэнк, Западная Вирджиния, США

• Радиотелескоп Эффельсберг: 1971/100 м / Бад-Мюнстерайфель, Германия

• Радиотелескоп Ловелла: 1957/76 м / Обсерватория Джодрелл Бэнк, Маклсфилд в Чешире, Великобритания

Космическое зрение ослабевает

Недавно мы писали о космических телескопах в отдельном репортаже, по случаю окончания их деятельности. телескоп Кеплера. С тех пор произошло несколько сбоев, которые заставляют ученых, особенно в США, беспокоиться о своих «глазах в космосе». Космические телескопы, эра которых началась в 1990 году, стареют, если они больше не вышли из строя или не сломались. И у него нет ни средств, ни большой политической воли, чтобы заменить их.

Программа прямых космических обсерваторий была создана в 70-х и 80-х годах и состояла из четырех крупных телескопических миссий, охватывающих весь спектр света в космосе.

Комптон Гамма Обсерватория он использовался для захвата самых мощных взрывов во Вселенной.

Космический телескоп Спитцер использовался для поиска инфракрасного излучения экзопланет и новорожденных звезд.

Рентгеновская обсерватория Чандра может исследовать глубину черных дыр и обнаруженные доказательства существования темной материи и темной энергии. Изюминкой шоу стал, конечно же, видимый и ультрафиолетовый свет. Космический телескоп Хаббл.

Teleskop Comptona он перестал работать в 2000 году, когда проблема с его гироскопом, который позволял телескопу вращаться, заземлила устройство. Спитцер медленно удаляется от Земли и завершает свою миссию, когда теряет связь с командным центром в следующем году. Эта потеря была ожидаемой, но трудности z Хабблем и Чандра, появившиеся на рубеже года, были неожиданными ударами судьбы.

Хотя Чандра вернулся в сеть через несколько дней после того, как сбой в одном из гироскопов вынудил телескоп перейти в безопасный режим, проблемы Хаббла также были решены, но предупредительный сигнал зажгли многие ученые в США. Они чувствовали, что эти устройства не вечны, и сегодня на ближайшем горизонте нет ничего, что могло бы эффективно заменить космическую астрономическую инфраструктуру.

Флагманский проект строящейся космической обсерватории NASA Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST)но ввод в эксплуатацию этого 10-миллиардного аппарата постоянно откладывается — из-за проектных или инвестиционных ошибок. Недавно НАСА объявило, что Уэбб будет запущен не раньше 2021 года.

Даже если это, наконец, удастся, JWST предлагает только инфракрасные наблюдения. Перспективы исследования других частей светового спектра в лучшем случае туманны. Неизвестно, что заменит телескоп Хаббл.

НАСА также не планирует иметь какие-либо крупные рентгеновские обсерватории, готовые продолжить миссию «Чандра». В некотором роде вместо Комптона появился меньший Телескоп Фермиоднако сейчас ему десять лет, а это означает, что он превысил ожидаемое время работы на целых пять лет. Поэтому ожидается, что Хаббл останется на орбите как минимум до 2027 года, а возможно, даже дольше, пока JWST наконец не окажется в космосе.

К счастью, над аналогичными программами работают и другие национальные космические агентства, но их реализация также потребует некоторого времени. Европейское космическое агентство строит Рентгеновская обсерватория АФИНАкоторый будет запущен в 30-х годах.

В 2016 году Китай объявил, что построит собственный оптический телескоп с полем зрения в триста раз больше, чем у Хаббла. Однако неизвестно когда. Однако в космосе у нас уже есть сеть более скромных «малых и средних исследователей», которые стоят намного меньше, чем крупные проекты. Один из них недавно уволен Транзитный спутник для исследования экзопланет (TESS), направленный на поиск неизвестных миров.

Какие телескопы будут созданы и отправлены в космос в конечном счете, решит в США т.н. Десятилетний обзор NASA, запланированный на 2020 год. Он рассмотрит, в частности, возможность реализации проекта Большой ультрафиолетовый оптический инфракрасный геодезист (LUVOIR), с диаметром зеркала 15 м. Считается усовершенствованной версией телескопа Хаббл. Подобно Хабблу, этот инструмент будет наблюдать за Вселенной в ультрафиолетовом, инфракрасном и видимом диапазоне длин волн.

На рассмотрении находится еще один проект Обитаемая экзопланетная обсерватория (HabEx). Его цель — наблюдать за потенциально обитаемыми экзопланетами вокруг солнечных звезд. HabEx будет использовать большую звездообразную звезду (10), чтобы блокировать звездный свет, что позволит телескопу изучать экзопланеты с беспрецедентной детализацией.

10. Визуализация работы космического коронографа (звездная тень)

Потенциальный преемник Чандры рысь, предлагаемый космический телескоп, который откроет «невидимый» космос в диапазоне высокоэнергетических рентгеновских лучей. Наконец, есть и дизайн Космический телескоп Origins — обсерватория дальнего инфракрасного диапазона, которая будет проникать сквозь пылевые облака, чтобы получить яркое представление о звездах и экзопланетах в областях звездообразования.

Их можно считать версией следующего поколения. Космическая обсерватория Гершеля, европейская миссия, которая наблюдала Вселенную в инфракрасном диапазоне в течение четырех лет и была завершена в 2013 году.

Улучшение детекторов гравитационных волн

Детекторы LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) и детекторы Virgo в апреле после перерыва возобновили охоту на пространственно-временную рябь, то есть гравитационные волны.

Наше чувство космического прикосновения, вероятно, снова почувствует следующие вибрации.

— сказал проф. Кристофер Берри из Северо-Западного университета США.

На данный момент они измерили десять столкновений черных дыр и одно столкновение двух нейтронных звезд — невероятно плотных объектов, близких по массе к Солнцу, но размером не больше небольшого города. Однако прямо сейчас простое обнаружение гравитационных волн уже не самая интересная цель. Сегодня детекторы служат по сути тем же, что и телескопы, но вместо света они измеряют гравитацию.

В феврале этого года американские и британские институты объявили, что в будущем детектор гравитационных волн LIGO будет значительно улучшен.

Национальный научный фонд США внесет свой вклад в проект Расширенный LIGO Plus (АЛИГО+) $20,4 млн, а UK Research добавит еще 13,7 млн. Австралия также предоставит финансовый вклад. Расширение будет применяться к обоим местам, где находится LIGO. В рамках этого устройство будет обогащено, в том числе вакуумная камера длиной 300 метров, которая позволит вам манипулировать свойствами лазеров, используемых в детекторе, и снизить уровень фонового шума.

LIGO состоит из двух L-образных интерферометров, один в Хэнфорде, штат Вашингтон, а другой в Ливингстоне, штат Луизиана. Оба интерферометра имеют длину 4 км. LIGO работал в 2002-2010 годах, затем был закрыт на расширение и снова запущен в 2015 году. Вскоре после этого благодаря ему было сделано знаменитое открытие гравитационных волн. С тех пор обсерватория претерпела небольшие расширения, благодаря которым ее чувствительность увеличилась примерно на 50%.

ALIGO+ будет гораздо более эффективным инструментом, чем используемая до сих пор установка. Предполагается, что благодаря усовершенствованию техники обнаружения к 2022 году детектор будет регистрировать несколько гравитационных событий в день.

Расширение повысит не только частоту, но и качество наблюдений. Благодаря, например, шумоподавлению ученые смогут определить, как вращались черные дыры до слияния. В настоящее время мы не можем проводить такие наблюдения. Вакуумная камера позволит снизить давление на зеркала и уменьшить фотонные флуктуации. Кроме того, зеркала получат новое покрытие, которое должно снизить тепловые шумы в четыре раза. Первые работы, проводимые в рамках ALIGO+, должны начаться примерно в 2023 году.

11. Сравнение размеров зеркал существующих и планируемых телескопов.

Также планируется строительство детектор космических гравитационных волн LISA Pathfinder. Однако это более отдаленное будущее — самое раннее 30-е годы.

***

Великие открытия, которые мы делаем благодаря все более и более мощным астрономическим приборам, побуждают нас строить новые, еще более мощные и чувствительные обсерватории (11). Если мы не можем летать в дальние уголки космоса в данный момент, то, по крайней мере, пытаемся как можно тщательнее в них заглянуть. Мы надеемся, что наши космические чувства подскажут нам, куда идти, как только мы получим технические возможности для быстрых и дальних космических путешествий.