Радиоастрономия — перспективное направление в астрономии, изучающее космос с помощью исследования электромагнитного излучения в диапазоне радиоволн, исходящего от космических объектов. Начало своего развития этот раздел астрономии берёт в XX веке. Его основоположником считают Карла Янского, инженера телефонной компании «Белл»,который изучал атмосферные помехи в виде, как он говорил: «…постоянного шипения неизвестного происхождения» (1931-1932г.), и выяснил, что они приходят к нам из-за пределов Солнечной системы, а именно из центра нашей галактики (1933-1935 г.).
Однако, стоит отметить, что ещё в 1868 году британским физиком и математиком Джеймсом Максвеллом было предсказано существования радиоволн в его статье «О методе прямого сравнения электростатической силы с электромагнитной с замечанием по поводу электромагнитной теории света». Более углубленная его теория электромагнитного поля вышла в 1873 — «Трактат об электричестве и магнетизме». Но всё же отцом радиоастрономии считают именно Янского — создателя первого прототипа радиотелескопа и заметившего необычное излучение космического происхождения. Хоть его труды сначала не получили поддержки в научном сообществе США, изучение радиоволн продолжил другой инженер и астроном-любитель Гроут Ребер. Он в 1937 году построил во дворе своего дома большую параболическую антенну (9,5 метров), и с помощью неё провёл первый обзор Млечного Пути. Он создал первую в мире карту радионеба и опубликовал результаты своей работы в астрономическом журнале, чем заинтересовал других учёных. Так началось развитие радиоастрономии (особенно бурный период развития был после Второй мировой войны).
Основные приборы, используемые в радиоастрономии для улавливания собственного радиоизлучения небесных объектов — радиотелескопы и радиоинтерферометры.
Радиотелескоп представляет собой большую металлическую тарелку, облучатель, собирающий радиоизлучение, антенну и чувствительный радиоприёмник с усилителем. Радиотелескоп измеряет энергию приходящего излучения. Изображения он тоже получает, но как правило плохого качества.
Радиоинтерферометр — прибор, состоящий из двух и более антенн, расположенных на расстоянии друг друга и связанных между собой. По сути, два прибора «складывают» свои силы в один для получения более точных результатов измерения (по аналогии с двумя телескопами, собирающими свет).
Обычно эти приборы ставят там, где нет дополнительных искусственных радиопомех, т.е. вдали от различных радаров, телерадиовещательных станций, проводов, телефонов и других предметов излучения. Радиобсерватории располагаются в долинах, низинах под горами или так, чтобы стены гор словно окружали радиотелескоп — это естественный природный барьер от искусственного радиоизлучения, мешающего точному исследованию и улавливанию космического радиоизлучения.
Существует большое количество вариаций в строении радиотелескопов. Технологии совершенствуются до сих пор. Пожалуй, один из самых известных «Аресибо» — 300-метровый радиотелескоп в Пуэрто-Рико. Он работает не только как приёмник, но и как отправитель. С его помощью в 1974 году передавали сигналы внеземным цивилизациям. Это вошло в историю под названием «Послание Аресибо».
Именно благодаря радиоастрономии были сделаны уникальные открытия. Так, впервые реликтовое излучение (несущее информацию о Большом Взрыве) было обнаружено именно с помощью радиотелескопа. Также были открыты новые классы космических объектов – сюда относятся и знаменитые пульсары, квазары и радиогалактики. С помощью радиоастрономии можно следить за гравитационным сгущением газовых облаков при рождении новых звёзд и образовании галактик. Радиоастрономия помогает также изучать и Солнечную систему. Например, всплески поляризованных волн, приходящих с планеты-гиганта Юпитера, или детальное изучение радиоизлучения, исходящего от солнечной плазмы.
Радиотелескопы работают как на земле (наиболее известные Аресибо в Пуэрто-Рико, РАТАН-600 в России, Atacama Large Millimeter Array в пустыне Атакама) так и в космосе (SOHO — летающая космическая обсерватория, на есть которой много различных инструментов, измеряющих излучение Солнца, а также получающих его изображения).
Не все электромагнитные излучения пропускает наша земная атмосфера. Поэтому радиоастрономия вынуждена вести свои наблюдения в стратосфере или из космоса. Единственный спутник Земли — Луна тоже неплохое место для радиоастрономических наблюдений, имеет благоприятную обстановку для размещения специализированной астрономической техники (например, там хорошая «видимость» для приборов — нет атмосферы).
В настоящее время реализуется много проектов, связанных с запуском различных астрономических приборов в космос и имеющих большую научную перспективу. Пожалуй, самый популярный и самый удачный из них, который работает в именно области радиоастрономии — международный проект «Радиоастрон» ведущий исследования в радиодиапазоне электромагнитного спектра с помощью сложного космического радиотелескопа. Этот проект уже сделал немало важных открытий (например, обнаружил сильное рассеяние радиоизлучения межзвёздной плазмой), но это для него ещё не предел — впереди многие годы работы.
Радиоастрономия — перспективное направление. Ведь она видит то, что не может увидеть оптическая астрономия. Конечно, сложно предугадать и сказать, что именно будет открыто с помощью радиоастрономии в будущем. Но совершенствование технологий строения новых радиотелескопов даст новое развитие этого раздела астрономии и поможет получить новые открытия и знания о космосе. Возможно, откроются новые космические объекты и явления, возникнут новые представления о природе тёмной материи и тёмной энергии, раскроются свойства чёрных дыр, найдутся новые источники энергии космоса. Всё-таки Вселенная — это очень увлекательная, но неизведанная вещь, таящая в себе много тайн, загадок и сюрпризов для человечества.
*Эссе было написано в рамках обучения на дистанционных курсах по астрономии МГУ «Университет без границ» .
*Моя оценка за эссе 75 из 75 баллов (100%/100%).