Il più grande radiotelescopio del mondo. Il più grande radiotelescopio del mondo, FAST, è stato lanciato in Cina. Il radiotelescopio più grande del mondo "FAST"

Poco più di un anno fa, il più grande radiotelescopio del mondo, FAST, un radiotelescopio sferico con un'apertura di cinquecento metri, ha iniziato a funzionare in Cina. È stato costruito con lo scopo di studiare le origini e l'evoluzione del nostro universo. Inoltre, si prevede che il telescopio sarà in grado di studiare la formazione e il movimento delle galassie, delle onde gravitazionali e della materia oscura, nonché delle molecole dello spazio interstellare.

Prima scoperta

Nonostante molte informazioni contrastanti, tra cui il fatto che migliaia di persone hanno perso la loro terra a causa della costruzione del telescopio e che la Cina non aveva abbastanza specialisti per lanciarlo con successo, FAST ha lavorato per un anno intero. Proprio di recente, i leader del laboratorio hanno pubblicato i suoi primi risultati. Sono diventate pulsar: stelle di neutroni che ruotano attorno al loro asse (leggermente inclinato) a velocità enorme.

L'importanza del telescopio per la scienza

Secondo il quotidiano cinese China Daily, il telescopio è stato in grado di rilevare diverse dozzine di pulsar precedentemente sconosciute. L'esistenza e l'ubicazione di alcuni di essi è stata confermata da un osservatorio radio in Australia.

Secondo il direttore del radiotelescopio FAST, tali risultati sono una chiara dimostrazione del lavoro di successo dell'osservatorio e degli specialisti. Risultati come questi suggeriscono che FAST sarà estremamente utile per la comunità scientifica globale, poiché è abbastanza potente da rilevare segnali provenienti da pulsar ben oltre la nostra galassia.

Inoltre, la sensibilità del radiotelescopio fa sì che si rivelerà uno strumento importante per studiare l'evoluzione dell'universo e la sua misteriosa composizione (materia oscura ed energia oscura).

La sensibilità del telescopio alle onde radio emesse dalle pulsar dimostra anche la probabilità che FAST possa essere utile in ulteriori studi sulle onde gravitazionali.

Anticipazione di scoperte future

Si prevede che il radiotelescopio cinese FAST sarà in grado di raddoppiare il numero di pulsar conosciute nella galassia via Lattea. Oggi conosciamo 2.700 pulsar nella nostra galassia, la prima delle quali fu scoperta nel 1967.

Oltre a cercare le onde radio emesse dalle pulsar mentre ruotano, il telescopio sta cercando segnali provenienti da forme di vita aliene. Gli esperti non nutrono grandi speranze nel rilevamento civiltà extraterrestre, stanno invece cercando di trovare quante più opportunità e aree possibili in cui FAST potrebbe essere utile all'astrofisica moderna.

Ad esempio, molto presto il radiotelescopio inizierà a cercare e studiare complesse molecole interstellari, nonché l'idrogeno neutro situato nella vastità dell'universo.

Il radiotelescopio FAST è un radiotelescopio sferico con un'apertura di cinquecento metri, traduzione letterale di Frasi inglesi: "Telescopio sferico con apertura di cinquecento metri", abbreviato in "FAST". Il nome cinese non ufficiale del telescopio situato nella provincia di Guizhou è Heaven's Eye (天眼). Oltre a promettere ricerca scientifica, IL progetto di scienze dovrebbe dimostrare le ambizioni della Cina nell’esplorazione spaziale.

La costruzione di questo telescopio è stata completata nel luglio 2016 e ha richiesto cinque anni e 180 milioni di dollari. Dal completamento della costruzione, l'Osservatorio FAST ha ricevuto il titolo onorifico di radiotelescopio con l'apertura piena del diametro maggiore, ovvero 500 metri. FAST ha così superato un altro radiotelescopio gigante, che è rimasto il più grande per 53 anni, con un diametro di apertura di 304,8 metri.

Parlando dei più grandi radiotelescopi con l'apertura vuota, questa nicchia è ancora occupata dal russo RATAN-600 (576 m).

Progetto

Il design del telescopio FAST è per molti versi simile all'Osservatorio di Arecibo. La sua apertura è costituita da 4.450 piastre triangolari forate in alluminio con un lato di 11 metri. Queste piastre sono disposte in una cupola geodetica su cavi d'acciaio sospesi che formano una griglia. L'intera apertura si trova in una depressione naturale, un imbuto carsico. È interessante notare che la depressione stessa si forma in montagna, ad un'altitudine di circa 1 km sul livello del mare, il che ha un effetto positivo anche sulla qualità delle osservazioni effettuate da FAST in futuro.

A differenza dell'apertura statica dell'Osservatorio di Arecibo, ciascun pannello del radiotelescopio FAST è in grado di cambiare posizione utilizzando attuatori idraulici che muovono una griglia di attacchi.

Sopra il riflettore a forma di piatto si trova una cabina mobile, mossa da robot via cavo. Anche le antenne riceventi situate al centro della “parabola” sono mobili, poiché sono installate su una piattaforma mobile (Hugh-Stewart).

Caratteristiche

Secondo le informazioni ricevute dai media cinesi, il telescopio FAST ha una sensibilità doppia rispetto al radiotelescopio di Arecibo e una velocità di scansione del cielo più di cinque volte superiore.

La gamma di frequenze coperta dal radiotelescopio va da 70 MHz a 3 GHz. Il radiotelescopio FAST può essere focalizzato in una direzione che, insieme allo zenit, formi un angolo di almeno 40°.

Sebbene FAST sia chiamato radiotelescopio sferico con un'apertura di 500 metri, chiaramente non ha una forma sferica e il diametro effettivo del suo riflettore (raggio di curvatura) è di 300 metri. E mentre Arecibo può sfruttare appieno la sua apertura di 305 metri quando osserva allo zenit, spesso osserva gli oggetti da un angolo, dove l'apertura effettiva è di soli 221 metri. Poiché il riflettore del radiotelescopio FAST è molto più profondo di quello di Arecibo, espande il campo visivo per le osservazioni.

Eppure, nonostante le prestazioni superiori di FAST, Arecibo rimane leader in alcuni tipi di ricerca. Ad esempio, lo studio della ionosfera terrestre, lo studio pianeti interni sistema solare, oltre a effettuare misurazioni precise delle orbite degli asteroidi in prossimità della Terra. Studi simili sono disponibili all'Osservatorio di Arecibo per la presenza di trasmettitori e altre apparecchiature speciali che non sono disponibili sul radiotelescopio FAST. Inoltre, quest'ultimo si trova 7,5° a nord dell'Osservatorio di Arecibo. Con questa posizione più vicina dell'osservatorio all'equatore, il suo campo visivo ne comprende leggermente di più corpi cosmici, che nel campo visivo di FAST.

Implicazioni per la scienza e il pubblico

La comunità scientifica intende utilizzare il radiotelescopio FAST per ricercare, catturare emissioni radio e anche per rilevare segnali extraterrestri di origine artificiale.

Per i primi due anni questo telescopio sarà disponibile solo per scienziati e specialisti cinesi, dopodiché sarà aperto alla comunità scientifica internazionale.

Nonostante il fatto che, per evitare interferenze radio in un raggio di cinque chilometri, le autorità abbiano reinsediato più di 9mila residenti con successivo pagamento di un indennizzo, nei pressi dell'osservatorio sono state costruite diverse strutture turistiche, che consentiranno agli interessati di partecipare alle escursioni al il più grande radiotelescopio del mondo. Ad esempio, l'Osservatorio di Arecibo è visitato ogni anno da circa 200 scienziati e 90mila turisti provenienti da tutto il mondo.

Telescopio VELOCE

Il radiotelescopio FAST da 500 metri, il più grande telescopio ad apertura piena del mondo, è stato messo in funzione in Cina. In termini di diametro, è secondo solo al RATAN-600, situato a Karachay-Circassia, che, tuttavia, non ha un'apertura piena. L'analogo più vicino a FAST è il radiotelescopio di 300 metri presso l'Osservatorio di Arecibo. Lo riferisce l'agenzia Xinhua.

Le dimensioni del telescopio determinano le sue caratteristiche prestazionali: sensibilità, risoluzione e così via. Più grande è il radiotelescopio, più piccoli o distanti saranno gli oggetti che potrà rilevare. In termini di risoluzione, il detentore del record assoluto è RadioAstron. Si tratta di un sistema per l'osservazione di oggetti spaziali utilizzando l'interferometria a base ultra lunga, costituito dal radiotelescopio spaziale Spektr-R e da vari radiotelescopi terrestri. Insieme formano uno strumento equivalente ad un radiotelescopio con un diametro di circa centomila chilometri.

Tuttavia, tali sistemi hanno una bassa sensibilità a causa della loro piccola area effettiva. La sensibilità complessiva è determinata come la media geometrica della sensibilità dello Spektr-R da 10 metri e del radiotelescopio terrestre che opera in tandem con esso. Pertanto, tali osservazioni richiedono strumenti terrestri ad alta sensibilità. Inoltre, i nuovi radiotelescopi ampliano gli strumenti a disposizione degli astronomi di tutto il mondo.

Il nuovo radiotelescopio si trova nella provincia di Guizhou e ha un’area di circa 30 campi da calcio. Nonostante il diametro di 500 metri, per le osservazioni verranno utilizzati frammenti di riflettori con un diametro di circa 300 metri: questo è il diametro effettivo del telescopio. Secondo questo indicatore, FAST è solo leggermente migliore dell'Osservatorio di Arecibo (221 metri). Il riflettore da 500 metri consentirà al telescopio di avere un campo visivo molto più ampio.

Dopo la messa in funzione sono già state effettuate le prime osservazioni di prova al telescopio. Secondo Qian Lei, ricercatore del Laboratorio Astronomico Nazionale (Cina), il telescopio ha rilevato con successo un segnale proveniente da una delle pulsar situate nel 1351 anno luce dalla terra.

I compiti di FAST includeranno il monitoraggio delle pulsar, lo studio del gas interstellare e la ricerca molecole complesse e analisi di oggetti dell'era della reionizzazione. Gli scienziati si aspettano che il radiotelescopio raddoppierà il numero di pulsar conosciute dalla scienza. Ciò può aiutare nella ricerca di segnali di onde gravitazionali nei "glitch" della radiazione pulsar (tali osservazioni, ad esempio, del consorzio NANOGrav). I rappresentanti del progetto RadioAstron hanno precedentemente affermato che FAST sarà in grado di lavorare in tandem con Spektr-R. Il radiotelescopio sarà sintonizzato per i primi due o tre anni dopo la messa in servizio, dopodiché sarà a disposizione della comunità internazionale.

È interessante notare che per costruire il telescopio le autorità cinesi hanno dovuto reinsediarne circa 9.000 residenti locali oltre la zona di cinque chilometri attorno al telescopio. La costruzione è avvenuta nel luglio 2016. Accanto al telescopio c'è una piattaforma di osservazione, alla quale sarà organizzato l'accesso per gruppi turistici - fino a duemila persone al giorno. Il costo del biglietto sarà di circa 3,5 mila rubli in termini di denaro russo.

Vladimir Korolev

Il telescopio cinese FAST (Five centinaio metri Aperture Spherical Telescope) da 500 metri, attualmente il più grande radiotelescopio del mondo, è stato in grado di rilevare la sua prima pulsar millisecondo (MSP). La scoperta è già stata confermata da uno degli strumenti dell'Osservatorio orbitale Fermi, il telescopio per raggi gamma LAT, riferisce EurekAlert.

Il radiotelescopio FAST si trova nella provincia sud-occidentale di Guangzhou. È gestito dai dipendenti dell'Osservatorio Astronomico Nazionale della Cina. Dal suo lancio nel 2016, il telescopio ha scoperto più di 50 luminari, circa 20 dei quali sono stati confermati come nuove pulsar. Ma tra tutti gli oggetti scoperti non c'era una sola pulsar millisecondo. Il primo telescopio MSP è stato trovato il 27 febbraio 2018 e poco dopo, il 18 aprile, un team che lavora con lo strumento LAT dell'Osservatorio spaziale Fermi ha confermato questa scoperta.

Il nuovo oggetto si chiama PSR J0318+0253, si trova a circa 4.000 anni luce di distanza, ruota su rotaia circa 192 volte al secondo ed emette raggi gamma.

Foto: Pei Wang/NAOC/ Nuova pulsar di raggi gamma millisecondo

Le pulsar millisecondo sono un tipo speciale di stelle di neutroni che possono ruotare attorno al proprio asse centinaia di volte al secondo. Studiando le MSP, gli scienziati non solo vogliono comprendere meglio l’evoluzione delle stelle di neutroni e saperne di più sulla loro materia (la materia delle stelle di neutroni è la forma più densa di materia), ma anche imparare come utilizzare tali pulsar per rilevare le onde gravitazionali a bassa frequenza.

“Utilizziamo la scala temporale delle pulsar, basata sull’arrivo periodico della radiazione proveniente dalle pulsar millisecondo, per rilevare le onde gravitazionali a bassa frequenza provenienti dalla fusione di buchi neri supermassicci. Pertanto, è necessaria la ricerca di tali pulsar. Senza di loro, non avremo informazioni sufficienti su larga scala, il che significa che non rileveremo i segnali delle onde gravitazionali”., ha affermato lo scienziato George Hobbs, membro del Comitato internazionale per le onde gravitazionali (GWIC).

Telescopio VELOCE

La costruzione del telescopio FAST è stata proposta dagli scienziati cinesi nel 1994, ma i lavori sono iniziati solo nel 2011. L'area del radiotelescopio è pari all'area di 30 campi da calcio, il perimetro è di 1,6 chilometri e il diametro è di 500 metri. FAST è stato lanciato a settembre 2016. Al momento, questo è il progetto astronomico più costoso della Cina; è costato al bilancio del paese quasi 180 milioni di dollari.

I compiti di questo telescopio includono il tracciamento delle pulsar, lo studio della materia oscura, la ricerca di molecole complesse e lo studio del gas interstellare. Secondo gli scienziati, nel prossimo futuro lo strumento scoprirà ancora più pulsar millisecondo, necessarie per rilevare il segnale delle onde gravitazionali.

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