Телескоп ALMA: космічний світанок

Хочете відкрити завісу таємниці походження зірок у Всесвіті? Для цього вам знадобиться телескоп розміром з ціле місто. Знайомтеся, перед вами ALMA. Травневим ранком 1994 року два пікапа порушили спокійно до невеличкого селища Сан-Педро, загубленого в чилийській пустині Атакама, піднімаючи клуби пилу по сільській дорозі, що веде в гори.В машинах сиділо п'ятеро дослідників,перед якими стояло незвичайне завдання - відшукати саме сухе високогірне плато на планеті. Півтора тижні уже пішло на прочісування аргентинського сектора пустелі, і ось тепер експедиція на чолі з чилійським астрономом Хернаном Кинтаной, який орієнтується по карті, добутої у військових, направилась до плато Чахнантор. Це плато находиться на 5000 метрів над рівнем моря (для порівняння: приблизно на такий же висоті в Гімалаях розташовані два табори,службовців відправною точкою при підніманні на Еверест).

Пустеля Атакама вкрита від вологих вітрів Амазонки гірським цепом Анд зі сходу, а повітряні маси,що надходять сюди з Тихого океану,проносячись над холодною Перуанською теченією (течія Гумбольдта), не встигають насититися вологою. Атакама-одне з найбільш посушливих місць на планеті,в середньому тут випадає менше 13 мілліметрів опадів за рік.

На здійснення проекту буде потрібно 20 років і більше мільярда доларів.

Віддаленість пустелі від цивілізації і сухе розріджене повітря створюють ідеальні умови для спостережень за нічним небом. Саме тому в регіоні вже було запущено кілька великих міжнародних дослідницьких проектів. У більшості з них спостереження проводяться у видимому діапазоні космічного випромінювання - тієї його частини, яку людське око здатне розгледіти за допомогою телескопа. Однак Кінтана прибув сюди на пошуки відповідного місця для телескопа зовсім іншого типу - того, чий погляд зможе проникнути крізь щільну завісу газів і пилу, що огортає далекі галактики, що розтяглася в міжзоряному просторі і навколишнє самі зірки. На здійснення проекту буде потрібно 20 років і більше мільярда доларів, але для початку потрібно було знайти підходяще місце.

Багато тіл у Всесвіті постійно випромінюють енергію в різних діапазонах - це залежить від температури їх поверхні. Приміром, тільки що вибухнули наднові зірки надзвичайно гарячі. Вони випромінюють і видиме світло, за силою рівне мільярду сонць, і короткохвильові рентгенівські і гамма- промені, які можна засікти за допомогою спеціального обладнання на зразок космічної обсерваторії NASA Чандра, запущеної в 1999 році. У протилежній холодній області спектру знаходяться комети і астероїди, що випромінюють довгі хвилі в інфрачервоному діапазоні, які неможливо засікти в звичайний оптичний телескоп.

Велика частина Всесвіту ще холодніше : температура хмар газу і пилу, з яких можуть виникати нові зірки, трохи вище абсолютного нуля, при якому припиняється будь-який рух, навіть на атомному рівні. Гази і пил, що залишилися після формування нової зірки, починають обертатися навколо неї, поступово згущуючись, - швидше за все, саме так утворюються системи планет.

У 1960 -х роках в спробах подивитися крізь цей « холодний Всесвіт » астрономи зрозуміли : зафіксувати космічне випромінювання в міліметровому і субміліметровому діапазонах (не кажучи вже про інфрачервоний) за допомогою наземних телескопів надзвичайно складно. Основну проблему для таких спостережень представляють сильні перешкоди, створювані земною атмосферою. На відміну від видимого світла, безперешкодно проникає крізь повітря, міліметрові і субміліметрові хвилі поглинаються і спотворюються парами води.

Вони випромінюють в тому ж діапазоні спектра і тому мимоволі вносять земні шуми в сигнал, який прибуває до нас з далекого космосу. Проблема посилюється ще й тим, що енергія міліметрового випромінювання набагато менше, ніж у видимого світла, тому, щоб вловлювати таке випромінювання, довелося будувати гігантські приймаючі антени.

Щоб вирішити проблему, вчені запропонували об'єднати віддалені один від одного тарілки приймачів в масив, що функціонує як єдине ціле, і розмістити його в самому сухому місці на Землі. До 1980 - м років в Японії, Франції, США - на Гаваях і в Каліфорнії - були введені в дію перші невеликі телескопи, які з кількох антен. Бурхливий розвиток технологій дозволило задуматися про створення набагато більшого масиву з радіотелескопів, сумарна « лінза » якого забезпечила б немислиму до цього роздільну здатність. Залишалося лише підібрати досить плоске місце на підходящій висоті над рівнем моря, де можна було б встановити антени на відстані декількох кілометрів один від одного. ( Вони можуть розташовуватися на відстані від 150 метрів до 16 кілометрів, їх можна переміщати відповідно до завдань експерименту.) А якщо зробити антени мобільними, то можна буде підлаштовувати чутливість телескопа, змінюючи дистанцію між ними. Потрібно розглянути в деталях пиловий диск, навколишню далеку зірку? Для цього достатньо рознести приймачі подалі : це збільшить масштаб спостережуваного в телескоп зображення. І навпаки, зблизивши антени, можна цілком закарбувати великі об'єкти на зразок галактик.