Некоторые спутниковые антенны, входящие в состав MeerKAT. Фото: Южноафриканская радиоастрономическая обсерватория (САРАО).
Регион Кару в Южной Африке — это обширная полузасушливая территория, простирающаяся на территории четырех провинций страны. Он малонаселен и известен своими широкими открытыми пространствами.
В самом сердце этого ландшафта, недалеко от небольшого северокапского городка Карнарвон, Южноафриканская радиоастрономическая обсерватория управляет технологическим чудом, которое изменило наше понимание космоса. Радиотелескоп MeerKAT раскрыл космические тайны. Это способствовало научному сотрудничеству. Это также способствует развитию местных талантов.
MeerKAT, который является одним из крупнейших научных инфраструктурных проектов Южной Африки за 30-летний период с момента установления демократии, стал маяком инноваций и возможностей на африканском континенте. Он состоит из 64 тарелок диаметром 13,5 метров каждая и является предшественником проекта «Массив квадратных километров» (SKA). Когда он будет полностью готов к работе (по оценкам, это произойдет в 2028 или 2029 году), СКА станет самым мощным радиотелескопом в мире.
За последние пять лет MeerKAT внес значительный вклад как в южноафриканскую, так и в международную науку. Он обладает уникальным сочетанием исключительной чувствительности и хорошего разрешения, что позволяет астрономам изучать Вселенную более подробно, чем когда-либо прежде.
Например, его способность обнаруживать слабые радиосигналы привела к революционным открытиям в области переходной астрономии. Эта отрасль астрономии занимается объектами, характеристики которых меняются в относительно короткие сроки. В 2017 году телескоп участвовал в последующих наблюдениях за столкновением двух нейтронных звезд. Многоволновые исследования такого рода являются ключом к лучшему пониманию этих высокоэнергетических событий. Это открытие углубило наше понимание самых энергетических явлений во Вселенной.
Я доцент кафедры астрономии в Южной Африке и интересуюсь изучением процессов формирования и эволюции галактик. Вот лишь четыре крупных открытия MeerKAT, в которых я принимал участие, и почему полученные результаты важны для нашего понимания Вселенной.
Увлекательные выводы
В одном проекте MeerKAT использовался для наблюдения за центром нашей галактики — Млечным Путем. Это позволило нашей команде впервые увидеть магнитные нити, окружающие сверхмассивную черную дыру в центре нашей галактики. Сверхмассивная черная дыра — чрезвычайно плотный объект с массой миллиона солнц. Его гравитация настолько велика, что даже свет не может избежать ее притяжения. Исследование предоставило ценную информацию о динамических процессах, которые формируют галактическую среду.
MeerKAT также возглавил несколько исследований галактик, которые меняют наше понимание космической эволюции. Целью обзоров Laduma, Mightee и Mhongoose является составление карты распределения галактик и нейтрального газообразного водорода. Они также предназначены для изучения свойств близких и далеких галактик. Эти исследования не просто расширяют наши знания о Вселенной: они также прокладывают путь для будущих астрономических исследований.
Одним из самых замечательных открытий проекта Mightee является обнаружение гигантских радиогалактик — огромных структур, простирающихся на миллионы световых лет. Эти космические гиганты, питаемые сверхмассивными черными дырами в своих центрах, генерируют интенсивное радиоизлучение. Это делает их видимыми для таких инструментов, как MeerKAT, чьи уникальные возможности позволили найти и изучить эти впечатляющие галактики, как никогда раньше.
Одним из интригующих открытий, сделанных в рамках проекта Ладума, является обнаружение мегамазера ОХ. Это космический усилитель, работающий за счет интенсивного излучения, испускаемого активными центрами галактик. Это один из самых мощных источников мазерного излучения во Вселенной, способный усиливать радиоволны в миллионы раз. Мегамазер OH, обнаруженный Ладумой, расположен в далекой галактике. Он предлагает ценную информацию о динамике галактических ядер и механизмах, управляющих их эволюцией.
Между тем, исследование Mhongoose выявило огромное количество информации о распределении и свойствах нейтрального газообразного водорода в близлежащих галактиках. Картирование распределения нейтрального водорода позволяет астрономам проследить динамику галактических структур и раскрыть скрытые резервуары газа, питающего звездообразование и рост галактик. Эта информация имеет решающее значение для понимания сложного взаимодействия между газом, звездами и темной материей в формировании эволюции галактик в космическом времени.
Рост и обучение
Помимо своего научного воздействия, MeerKAT стал движущей силой развития человеческого капитала в африканской астрономии.
Члены местных сообществ вокруг объекта были наняты как на этапе строительства, так и на этапе эксплуатации. Взаимодействие с этими сообществами, и особенно со школами в этом районе, разрушает барьеры для участия в астрономии. Это создает столь необходимые возможности для выхода на поле деятельности недостаточно представленных групп.
Посредством программ обучения и образовательных инициатив MeerKAT воспитывает новое поколение африканских ученых и инженеров, давая им возможность сделать карьеру в области науки, технологий, математики и инженерии, чтобы они могли внести свой вклад в мировое научное сообщество.
Проект служит центром международного сотрудничества. Это привлекло в Южную Африку исследователей со всего мира. Например, мне удалось сотрудничать с астрономами из Великобритании, Австралии, Нидерландов и США.
А благодаря таким инициативам, как Африканская сеть интерферометрии со сверхдлинной базой, MeerKAT наращивает потенциал в области радиоастрономии по всему континенту и позиционирует Африку как лидера в этой области.
Учитывая множество новаторских открытий, уже сделанных MeerKAT, он обещает и дальше служить в качестве машины для открытий, которая раздвинет границы астрономических исследований в эпоху SKA.
Информация от: Разговором
Эта статья переиздана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.
