Про те, чим унікальний радіотелескоп УТР-2 і які відкриття українські вчені зробили з його допомогою, розповів у програмі «Задзеркалля» телеканалу «АТН Харків» заступник директора з наукової роботи Радіоастрономічного інституту НАН України (Харків) академік Олександр Коноваленко.
«До початку 1930-х років людство вивчало Всесвіт лише в оптичному діапазоні – за допомогою оптичних телескопів. А сучасна астрономія вже є всехвильовою, тобто космічне випромінювання досліджують в усіх діапазонах електромагнітного спектру – гамма-діапазоні (найкоротші хвилі), рентгенівському, ультрафіолетовому, оптичному, інфрачервоному, радіодіапазоні (найдовші хвилі).
Україна відома у світі як держава з великим астрономічним потенціалом. Оптичні дослідження нині зосереджені у Головній астрономічній обсерваторії НАН України в Києві. Обсерваторії й оптичні телескопи є також майже в усіх великих українських університетах. Головним недоліком оптичної астрономії є те, що дослідження потребують великих телескопів – дуже коштовних інструментів, яких наша наука наразі не може собі дозволити. Проте українські вчені проводять висококласні дослідження навіть за допомогою тих невеликих телескопів, які мають у розпорядженні. Й отримують результати світового рівня.Українській радіоастрономії пощастило більше: ми маємо не тільки чудових фахівців, а й найбільший у світі радіотелескоп – УТР-2 (його назва розшифровується як «український Т-подібний радіотелескоп, друга модель»). Академік Семен Якович Брауде ініціював його спорудження саме неподалік Харкова, оскільки в місті активно розвивалася фізична наука (радіотехнічні, радіофізичні спеціальності досі дуже добре представлені у закладах вищої освіти – Харківському національному університеті радіоелектроніки, Національному аерокосмічному університеті імені М.Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут», Національному технічному університеті «Харківський політехнічний інститут», – і у низці академічних установ), а також працювало чимало підприємств радіотехнічного профілю (з яких майже всі, на жаль, занепали). Між іншим, цьогоріч виповнилося 50 років від часу інавгурації цього унікального телескопа: 4 червня 1971 року його ввели в дію Президент НАН України академік Борис Євгенович Патон і академік Семен Якович Брауде. Ефективна площа телескопа УТР-2 – 150 тис. м2 (що дорівнює площі 30 футбольних полів) – більша за сумарну площу решти телескопів світу. Геометрично такі ж розміри має китайський телескоп FAST, але ефективно працює лише п’ята його частина.
Розмір має значення і в оптичній астрономії, і у радіоастрономії: що більший телескоп, то чутливіший і то більшу має роздільну здатність (просторову, часову, частотну, поляризаційну). Великий телескоп дає можливість бачити дуже далекі об’єкти, наш телескоп – «зазирати» на край Всесвіту, тобто він досягає відстаней, на яких у космічному просторі вже немає об’єктів (ні зір, ні зоряних скупчень, ні галактик, ні галактичних скупчень) – лише вакуум.
У межах України унікальним є, по суті, будь-яке наше досягнення, але наші наукові результати користуються також світовим визнанням. Телескоп УТР-2 надзвичайно ефективний, ми зробили на ньому безліч відкриттів. За принципом роботи він схожий із телевізором або радіоприймачем. Поясню, як він працює. Передусім слід сказати, що все, що нас оточує, будь-яке тіло, нагріте до температури, вищої від абсолютного нуля, випромінює енергію. Найпростіше випромінювання – теплове. Але чимало об’єктів у космосі (наприклад, пульсари, квазари, міжзоряне середовище) випромінюють за зовсім іншими, нетепловими механізмами. Це синхротронне, монохроматичне, магнітогальмівне випромінювання тощо. Дуже багато об’єктів випромінюють у широкому спектрі. У нашому телескопі електромагнітне випромінювання (а саме радіовипромінювання) реєструють майже 2 тис. антен. Причому це надзвичайно слабкі сигнали. Цікаво, що сукупна енергія випромінювання, зареєстрованого всіма телескопами на планеті Земля за останні 70 років, приблизно дорівнює енергії, яку потрібно прикласти, перегортаючи сторінку книги. Можете собі уявити, наскільки чутливі сучасні телескопи. Далі сигнал, прийнятий антеною, підсилюється, фазується і, так би мовити, фокусується в одну точку. Якщо в оптичних телескопах сигнал відбивається від лінзи, то в радіотелескопі він фазується за допомогою довгих кабелів (фазообертачів), а сучасні комп’ютери дають змогу будувати зображення об’єктів, які ми «спостерігаємо» в радіодіапазоні. Наприклад, за інтенсивністю радіосигналу можна визначити яскравість і тривалість сонячних спалахів.
Криві яскравості температур нанесені з кроком 5 і 20 кК відповідно. Заштрихованим еліпсом в лівому нижньому кутку карт за рівнем 0.5 визначені кутові розміри ДС УТР-2. Галактичні координати (l, b) нанесені з кроком 2°
Телескоп УТР-2, повторю, найчутливіший у своєму діапазоні хвиль. Скажімо, ми відкрили в космосі атоми завтовшки з людську волосину. Вони цікаві тим, що випромінюють шумоподібний сигнал, який можна порівняти зі звуком від одночасного натискання всіх клавіш фортепіано. Такі сигнали дають уявлення про фізичні умови (тиск, температуру, магнітне поле, електричне поле) у міжзоряному середовищі, дуже віддаленому від Сонячної системи (ніхто з людей ніколи не зможе туди долетіти), і дозволяють вивчати речовину в екстремальних умовах, які на Землі поки що не можна відтворити. Колись, я певен, результати цих досліджень застосовуватимуться у тих чи інших технологіях. Та загалом фундаментальна наука зараз може і не мати практичної цінності – її головне завдання полягає в отриманні світоглядних знань.
Ще одне наше відкриття – блискавки на планеті Сатурн. Вони там значно потужніші, ніж на Землі. Зараз шукаємо блискавки на Марсі. Позитивного результату поки не отримали, але для цього потрібна дуже кропітка робота й велика спостережна статистика. Досліджуємо також Юпітер, котрий зовсім не є «тихою» планетою: отриманий звідти сигнал на виході утворює такий шум, що вуха закладає. Від Сонця в радіодіапазоні теж можна оглухнути – таке потужне спорадичне випромінювання з його плям.
Особисто мені цікаво було би поспостерігати в радіодіапазоні екзопланети, яких за допомогою оптичних телескопів відкрито вже кілька тисяч. До речі, спільно з французькими колегами ми зараз працюємо за програмою пошуку юпітероподібних планет біля інших зір. Але позаземних цивілізацій цілеспрямовано не шукаємо, бо це доволі дорого коштує. Та й, крім власне астрономічного, ця проблема має щонайменше біологічний, лінгвістичний і філософський аспекти. Дійсно, чутливість нашого телескопа така висока, що не можна виключати ймовірності реєстрування не лише природних, а й штучних сигналів. Ми постійно аналізуємо прийняті сигнали на предмет їхнього походження. Адже, перш ніж було відкрито пульсари (1968 рік), учені припускали, що це сигнали позаземних цивілізацій. А виявилося – імпульси нейтронних зір, які обертаються так, що їхні промені потрапляють на Землю в режимі «маяка»».
Академік Олександр Коноваленко наголосив, що Радіоастрономічний інститут НАН України відкритий до міжнародної співпраці: «Результати наших досліджень суттєво просувають світову науку і допомагають нам знаходити партнерів за кордоном. Найактивніше розвиваємо співпрацю в Європі. Завдяки телескопу УТР-2 наші молоді науковці не емігрують і залишаються в Інституті. Ба більше, до нас приїжджають з інших країн (зокрема, з Австрії, Франції та Японії). Іноземні колеги також передають нам коштовне обладнання. Тож є і взаємна цікавість, і взаємна користь».
Матеріали опублікували: Прес-служба НАН України