Forrás: Arecibo Observatory/National Science Foundation

Egy távcsőlegenda vége – bezárják az Areciboi Rádiótávcsövet

Csillagvizsgáló Svábhegyi

2020. november 19-én bejelentették az Areciboi Rádiótávcső bezárását, ami világszerte sokkolta a kutatói közösséget. Ez az ikonikus műszer több, mint ötven éve szolgálta hűségesen a kozmosz titkait fürkésző csillagászokat. Tekintsük át a távcső előtti tisztelet gyanánt, hogy milyen fontosabb eredményeket értek el a távcsővel, és derítsük ki, hogy mi vezetett a grandiózus obszervatórium novemberi bezárásig.

Talán kimondhatjuk azt, hogy a világ egyik legikonikusabb távcsöve az Areciboi Rádiótávcső. Rendszeresen felbukkant a hírekben is tudományos eredményeivel, de a hollywoodi filmekben is láthattuk már, például az 1997-es Kapcsolatban, vagy az 1995-ös Aranyszemben. Egyedi kialakítása és hatékonysága világszerte ismertté tette az óriástávcsövet. Így különösen fájó volt az a november 19-i bejelentés, amiben a távcső végleges leállítását és leszerelését közölték. De hogyan is jutottunk el idáig?

Magát az Areciboi Obszervatóriumot 1963-ban adták át a Nagy Antillákhoz tartozó Puerto Rico szigetén. A távcső 305 méter (kereken 1000 láb) átmérőjű és egészen 2016-ig a világ legnagyobb rádiótávcsöve volt. A telephely építését és üzemeltetését a National Science Foundation felügyelte, amely az Amerikai Egyesült Államok egyik alapkutatásokért felelős független kormányügynöksége. Pénzügyi okokból 2018-tól kezdve az üzemeltetést az University of Central Florida vette át, egy konzorcium vezetőjeként. A távcső egy természetes mélyedésben lett kialakítva, és a Földdel együtt mozgott. Tányérjának felszínét majdnem 39000 darab alumíniumlemez borítja.

Az Areciboi Obszervatórium. Forrás: University of Central Florida/Arecibo Observatory

Az Areciboi Obszervatórium. Forrás: University of Central Florida/Arecibo Observatory

A rádiótávcső tükörfelülete természetesen fixen rögzült a hatalmas gödörben. Azt, hogy az égbolt mely részét tudja vizsgálni, a 18 kábellel fölé belógatott, 900 tonnás megfigyelő platformon lévő detektorok mozgatásával lehetett szabályozni. Ezzel a megoldással egy negyven fokos kúpban látta az eget a helyi zenit környékén. A műszer 3 cm és 1 méter közötti hullámhosszakon tudott rádióhullámokat detektálni. Az 1963-as megnyitása és 2020-as leállítás között több felújításon is átesett, többek között a tányér fedőlapjait és a detektorban lévő műszereket cserélték ki, valamint felhelyezésre került az úgynevezett Gregory-féle platformra. Ebben a kupola alakú, a távcső felé nyílással rendelkező misztikus gömbben egy másodlagos és harmadlagos segédtükör került elhelyezésre a Gregory-féle távcső fényútja szerint, mellyel a pontos fókusz egy sor detektorra irányítható tetszőlegesen. Ez még szélesebb mérési tartományt és nagyobb szabadságot adott a távcsőnek.

A detektor platform és az úgynevezett Gregory-féle dóm. Forrás: University of Central Florida/Arecibo Observatory

A detektor platform és az úgynevezett Gregory-féle dóm. Forrás: University of Central Florida/Arecibo Observatory

Hogy lássuk, mennyire fontos és sikeres eszköz volt ez a csillagászok kezében, összeszedtünk pár fontosabb felfedezést, ami ezzel a távcsővel készült:
– Nem sokkal a működés megkezdése után, 1964-ben sikerült Gordon Pettengill vezetésével pontosítani a Merkúr forgási periódusát, amiről kiderült, hogy 59 nap a korábban gondolt 88 nap helyett.-1968-ban Lovelace és társai megerősítették a Rák-köd pulzárjának létezését, illetve meghatározták annak periódusát, ami konkrét bizonyítékot adott a neutroncsillagok létezésére.
-1974-ben Hulse és Taylor felfedezték az első kettős pulzárt, amiért 1993-ban megkapták a Fizikai Nobel-díjat.
-1982-ben ismét egy pulzárokhoz köthető felfedezés történt, ami Backer és társai nevéhez fűződik. Az általuk vizsgált forgó neutroncsillag volt 2005-ig a leggyorsabban forgó pulzár.
-1989-ben a távcső először alkotott képet egy aszteroidáról, ami nem volt más, mint a földsúroló (4769) Castalia. A távcső ehhez aktív radar elvén rádióhullámokat bocsátott az aszteroidára, és azok visszaverődését detektálta.
-1990-ben Aleksander Wolszczan felfedezett egy új pulzárt, majd körülöttük három exobolygót, így ő lett az első csillagász, aki más csillag körül bolygót talált.
-2008-ban egy jóval távolabbi objektumot vizsgáltak a kutatók, méghozzá egy távoli csillagontó galaxist, az Arp 220-at. A galaxisban metilén-imint és hidrogén-cianidot találtak, amik prebiotikus molekulák.
-Egy kiterjedtebb vizsgálatban 2010 és 2011 között Matthew Route és Aleksander Wolszczan a 2MASS J10475385+2124234 barna törpét vizsgálták. Ez volt az első alkalom, hogy egy barna törpéről rádiósugárzást detektáltak. Arra az eredményre jutottak, hogy az objektum légkörében metán található és hogy erős mágneses térrel rendelkezik, valamint a Naphoz és a Jupiterhez hasonló mágneses aktivitást mutat.

Az Areciboi Üzenet, ábra formában. Forrás: seti.org

Az Areciboi Üzenet, ábra formában. Forrás: seti.org

A fenti impresszív kutatások mellett a távcső a földi magaslégkört is tanulmányozta és a SETI programban is részt vett. Innen küldték a híres Areciboi Üzenetet 1974-ben, a 25000 fényévre lévő M13 gömbhalmaz felé. Ez egy 23*73 pixeles, 1679 bitből álló kép üzenet volt, ami sematikusan a távcsövet, a Naprendszerünket, a DNS-t, szerves molekulákat, egy emberalakot és számokat ábrázolt. A kutatók abban reménykedtek, hogy az üzenetet valamikor majd egy másik fejlett civilizáció detektálja.
Emellett a távcső adatait a SETI@home alkalmazás is használta, aminek segítségével az önkéntesek a saját számítógépük pihenőidejében kereshettek mintákat a rádiójelekben, annak reményében, hogy más értelmes civilizációk nyomaira bukkannak. A valamennyire hasonló Einstein@home projekt keretében pedig pulzárokat kereshettek a lelkes amatőr kutatók, többek között areciboi mérésekben.
Látjuk, hogy a hatalmas távcső számos tudományos áttöréshez nyújtott segítséget, és mindezek mellett a világ számos pontján dolgozó kutató használta az itt készült méréseket, többek között magyar csillagászok is. Nobel-díjas felfedezéshez is hozzásegítette az emberiséget.

Ilyen gyönyörű karrier után miért kell mégis fájó búcsút vennünk a közel 60 áve sikeresen működő távcsőóriástól? A távcső a korábbi években is szenvedett károkat és érték balesetek, de egyik sem volt olyan súlyos, mint a mostani. 2017 szeptemberében a Maria Hurrikán okozott kárt, de ezt később elkezdték kijavítani. 2019-ben és 2020-ban földrengések is fenyegették az obszervatóriumot, de a távcső bezárásához egy augusztus 10-i baleset vezetett. Az egyik 8 cm vastag acélsodronyból készült és több tonnát nyomó kiegészítő tartó kábel kicsúszott a helyéről és miután lezuhant, egy 30 méteres részen megrongálta a távcső tányérját és a belógatott platformon lévő úgynevezett Gregory-féle dómot. Senki nem sérült meg, de a távcső integritása csökkent. A baleset után rögtön elkezdődött a tervezés, hogy hogyan lehetne kijavítani a károkat, de még a munkálatok megkezdése előtt, november 6-án egy fő tartó kábel elszakadt. A probléma ezzel az volt, hogy a tányér fölé lógatott platformot 3 oszlophoz rögzített kábelek tartották és a frissen leszakadt kábel ugyan ahhoz a toronyhoz tartozott, mint ahonnan korábban a kiegészítő kábel kiszakadt. A vizsgálatok kiderítették, hogy a főkábel a maximális terhelésének 60%-át kapta, és az azt alkotó 160 acélszálból már korábban elszakadt 12, valamint a szakadás pillanatában szél sem fújt. Emiatt felmerült a kérdés, hogy vajon a többi kábel milyen állapotban van és meddig képesek még a megemelkedett terheléssel tartani a platformot. A mérnökök végül arra a következtetésre jutottak, hogy jelen állapotában nem lehet megjavítani a távcsövet anélkül, hogy a platform lezuhanását ne kockáztatnák, így végül a távcső leszerelése mellett döntöttek.

A megrongálódott tányér szomorú képe. Forrás: University of Central Florida/Arecibo Observatory

A megrongálódott tányér szomorú képe. Forrás: University of Central Florida/Arecibo Observatory

Hogy mi vezetett a kábelek ilyen szintű meggyengüléséhez, azt egyelőre csak találgatják a szakemberek. Az obszervatórium környékét az elmúlt évtizedben több természeti katasztrófa is sújtotta, ezen kívül a kábelek már több évtizede tartják a detektor platformot, és Puerto Rica éghajlata elég párás, trópusi felhőszakadások által gyakran áztatott. Az eddigi vizsgálatok szerint mérnöki vagy fenntartási mulasztás nem történt, a távcső egyszerűen csak elöregedett. A mi kocsink sem lenne jó állapotban 60 évnyi ázás után az esőerdőben… Bármennyire is fáj kimondani, a távcsövet nem éri meg és nem lehet tovább javítgatni.

A távcső bezárásának híre mély szomorúsággal töltötte el a csillagász közösséget és ugyan a világ más tájain már épültek nagyobb rádiótávcsövek, de Arecibo elvesztése mindenképpen egy nehezen pótolható veszteség lesz. Így a csillagászok szeme a 2016-ban átadott kínai FAST óriási, 500 méteres rádiótávcsőre kell terelődjön, mely az Areciboi távcső méreteit is jelentősen meghaladja.

Szerző: Szakáts Róbert / Tudományos segédmunkatárs
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet / Svábhegyi Csillagvizsgáló

📸 Borítókép: Arecibo Observatory/National Science Foundation