— Published on 10/02/2018 / Bug.hr.
Nakon što su izgradili FAST, najveći radioteleskop u kategoriji pojedinačnih punih reflektora, Kinezi su krenuli graditi QTT, najveći pokretni radioteleskop.
Radioastronomija je bila prva nova astronomija koja se pojavila nakon što je više od 300 godina postojala samo jedna jedina astronomija – optička. Početak optičke astronomije dogovorno smještamo u 1609. godinu, kad je Galileo Galilei prvi put usmjerio svoj mali teleskop u noćno nebo. Početak radioastronomije pak vezujemo uz prvo opažanje radiovalova iz jednog kozmičkog izvora. Bio je to radiosignal iz središta naše galaksije kojega je 1931. godine detektirao Karl Jansky. Optička astronomija, dakle, ove godine slavi svoj 409., a radioastronomija svoj 87. rođendan. S obzirom na vrstu glasnika iz svemira, u zadnjih pola stoljeća pojavilo se još novih astronomija, primjerice: mikrovalna astronomija, infracrvena astronomija, ultraljubičasta astronomija, rendgenska astronomija i gama-astronomija. Nedavno smo svjedočili rođenju trenutačno najmlađe astronomske grane, gravitacijske astronomije, koja je ove godine proslavila tek drugi rođendan. Unatoč bogatstvu kozmičkih glasnika koji su nam danas na raspolaganju, radiovalovi nisu prestali biti aktualni. O zanimljivim objektima i pojavama možemo još puno saznati pomoću radiovalova. Možda se pitate: pa zar u 87 godina radioastronomije nismo napravili sve što smo mogli, ima li u radioastronomiji još ičega zanimljivog za istraživanje? Ima, ima. Nismo ni približno napravili sve što smo mogli.
Radiopodručje je vrlo široko područje elektromagnetskog spektra. Obuhvaća frekvencije od 3 Hz (što odgovara valnim duljinama od 100 000 km) do 3 GHz (što odgovara valnim duljinama od 10 cm). Te rubne frekvencije su, naravno, samo stvar dogovora. Astronomi u radiovalove obično uključujuju i mikrovalno područje pa se gornja granica frekvencija tada penje do 300 GHz (što odgovara valnim duljinama od 1 mm). U svakom slučaju radi se o ogromnom rasponu koji ne može pokriti samo jedan instrument. Kad dizajniramo i gradimo radioteleskop, biramo tek jedan dio radiopodručja – ovisno o fenomenima koji nas zanimaju – i taj nam izbor određuje kakve karakteristike teleskop mora imati.
Primjerice, ako želimo istraživati nastanak prvih zvijezda u svemiru, čije je zračenje prema nama krenulo prije više od 13 milijardi godina, onda to možemo provesti detekcijom kozmičkih radiovalova malih frekvencija. Teleskop za tu svrhu je prilično čudan. Sastoji se od mnoštva malih antena koje su grupirane u stanice, a desetak stanica je raspoređeno po Europi na površini promjera 1000 km. Eksperiment nosi naziv LOFAR, a pokriva radiopodručje od 10 MHz do 240 MHz.
Ali, frekventni opseg je samo jedan dio priče. Drugi, ključni dio, je osjetljivost instrumenta. U odabranom području instrument može imati veću ili manju osjetljivost. Veća osjetljivost znači da je na određenoj frekvenciji moguće opaziti niži intenzitet zračenja. Stručno, intenzitet je snaga po jedinici površine i mjeri se u vatima po kvadratnom metru. No, kolokvijalno možemo reći da veća osjetljivost znači da instrument može opaziti slabiji signal. Nadalje, osjetljivost nije konstantna u cijelom opsegu dostupnih frekvencija, ona ovisi o frekvenciji. Graf intenziteta u ovisnosti o frekvenciji nazivamo krivuljom osjetljivosti. Instrument se od instrumenta razlikuje upravo po krivulji osjetljivosti.
Jedan od budućih radioteleskopa, koji će dijelom pokriti područje koje sada pokriva LOFAR – ali s puno većom osjetljivošću – bit će SKA (Square Kilometre Array). Poznati radioteleskop Arecibo, s fiksnim punim reflektorom promjera 305 m, dobio je svog nasljednika u obliku kineskog radioteleskopa FAST, s fiksnim punim reflektorom promjera 500 m. Razlika u veličini donekle mijenja opseg osjetljivosti, ali bitno mijenja osjetljivost. FAST ima bolju krivulju osjetljivosti od Areciba.
Konačno, Arecibo i FAST jesu ogromni radioteleskopi, ali su fiksni. Njihovi veliki reflektori napravljeni su u prirodnim udubljenjima. Mana im je što gledaju stalno u istom smjeru. Doduše, rotacija Zemlje omogućava im da skeniraju nebo, ali na relativno ograničeni način. Takvi se teleskopi ne mogu u odabranom trenutku usmjeriti prema odabranom kozmičkom objektu. Da bi teleskopi to mogli, njihov reflektor mora biti pokretan. A to nas opet ograničava u veličini. A veličina je glavni parametar koji određuje osjetljivost.
Najveći pokretni radioteleskop danas je GBT (Green Bank Telescope). Promjer reflektora mu je 100 m, a frekventno područje otprilike od 100 MHz do 100 GHz. Od 2006. godine do danas njime su otkriveni mnogi pulsari, molekularni oblaci i složene strukture u svemiru, primjerice šećer. No i GBT je, kao i svaki drugi instrument, ograničen svojom osjetljivošću. Gradnja osjetljivijeg, znači u prvom redu većeg, teleskopa u toj kategoriji tehnički je vrlo zahtjevan posao. GBT ima masu od 7600 tona, a njegov prethodnik je 1988. godine kolabirao pod vlastitom težinom. Kineski QTT (Qitai Radio Telescope) trebao bi imati tek nešto veći promjer od GBT-a, 110 m. No, tih 10 m donosi 20 % veću detekcijsku površinu što značajno mijenja krivulju osjetljivosti. Zato će QTT moći vidjeti dalje i razlučiti sitnije detalje onih pojava koje danas opaža GBT. Ali to nije sve. Novi, osjetljiviji instrument gotovo nas uvijek nagradi i s pokojim iznenađenjem. Omogući nam otkriće kojemu se nismo ni nadali.