V Austrálii a Jižní Africe existuje řada radioteleskopů, ke kterým se brzy připojí řada nově vybudovaných zařízení, která vytvoří Pole čtverečních kilometrů (SKA). Jakmile bude SKA založena, bude mít sběrnou oblast, která měří milion čtverečních metrů (téměř 2 miliony čtverečních yardů). Bude také 50krát citlivější než jakýkoli radioteleskop v současné době v provozu a bude schopen provádět průzkumy desettisíckrát rychleji.
Během historického setkání, které se konalo 29. června 2021, členské státy, které tvoří Radu SKAO, odhlasovaly zahájit stavbu . Koncem roku 2020, kdy se očekává, že shromáždí první světlo, bude pole sestávat z tisíců parabol a až milionu nízkofrekvenčních antén. Ty mu umožní provádět všechny druhy vědeckých operací, od skenování nejranějších období ve vesmíru až po hledání mimozemské inteligence (SETI).
Ve svém jádru SKA spoléhá na proces známý jako interferometrie, kde je světlo z kosmických zdrojů shromažďováno několika dalekohledy a poté kombinováno za účelem vytvoření snímků s vysokým rozlišením. U radioteleskopů má tato technika další výhodu v tom, že umožňuje pozorování tam, kde je k dispozici pouze podmnožina celého pole. S tak velkou sběrnou plochou umožní SKA všechny druhy revoluční vědy.
Obrovské úsilí
SKA se skládá ze čtyř „předchůdců“, mezi které patří MeerKAT a Vodíková epocha reionizačního pole (HERA) v Jižní Africe a Australský SKA Pathfinder (ASKAP) a Murchison Widefield Array (MWA) v Austrálii. Kromě toho existují také zařízení pro „pátrání“ umístěná mimo tyto dvě země, sestávající z Allen Telescope Array v severní Kalifornii a Nízkofrekvenční pole (LOFAR) v Nizozemsku.
Tato zařízení jsou rozdělena do dvou sítí označených SKA-Low a SKA-Mid, které popisují rádiový frekvenční rozsah, který budou pokrývat. Rozhodnutí o schválení výstavby přichází v patách dvou hlavních vývojových milníků pro SKAO. Za prvé, v loňském roce byly zveřejněny dva klíčové dokumenty, tzv Návrh stavby observatoře a Zřízení a plán realizace observatoře a shrnutí oba.
Dokumenty jsou vyvrcholením více než sedmileté projekční a inženýrské práce více než 500 odborníků z 20 zemí, jejichž účelem bylo otestovat technologie potřebné k vybudování a provozování největšího pole radioteleskopů, jaké kdy bylo postaveno. Zadruhé došlo k vytvoření SKAO jako mezivládní organizace, ke kterému došlo začátkem tohoto roku. Jak řekl generální ředitel SKAO prof. Philip Diamond v nedávném SKAO tisková zpráva :
'Jsem u vytržení.' Tento okamžik vznikal 30 let. Dnes lidstvo udělalo další obrovský skok tím, že se zavázalo postavit to, co bude největší vědecké zařízení svého druhu na planetě; nejen jednu, ale dvě největší a nejsložitější sítě radioteleskopů, navržené k odhalení některých z nejvíce fascinujících tajemství našeho vesmíru.“
„Rád bych poděkoval všem, kteří přispěli k tomu, aby to bylo možné v posledních desetiletích, od počátku projektu až do současnosti, a zejména všem týmům, které v posledních letech tak tvrdě pracovaly a poháněly pandemii v velmi obtížné okolnosti dodržet termíny a umožnit tento milník. Rád bych také poděkoval našim členským státům za jejich vizi a důvěru, kterou do nás vkládají investicemi do rozsáhlé a dlouhodobé výzkumné infrastruktury v době, kdy jsou veřejné finance pod silným tlakem.“
Tato organizace nyní tvoří jedenáct mezinárodních konsorcií, která zastupují více než 100 výzkumných laboratoří, univerzit a společností ze všech šestnácti Členské státy kteří byli zodpovědní za návrh potřebného hardwaru, softwaru a infrastruktury. Patří mezi ně Austrálie, Kanada, Čína, Francie, Německo, Indie, Japonsko, Itálie, Nizozemsko, Portugalsko, Jižní Afrika, Jižní Korea, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko a Spojené království.
Breaking Ground
Očekává se, že výstavba potrvá do roku 2028 a první vědecké operace budou následovat na počátku 30. let 20. století. Náklady na celý projekt, včetně konstrukce dvou dalekohledů, souvisejících operací a funkcí umožňujících podnikání, jsou projektovány na 2 miliardy EUR (2,38 miliardy USD) na devítileté období (2021 – 2030). První významná činnost na místě je naplánována na začátek příštího roku, ale obstarávání velkých zakázek bude zahájeno okamžitě.
Během několika příštích měsíců vydá SKAO asi 70 smluv všem svým členským státům, které je poté zařadí do místní soutěže. SKAO předpokládá, že jakmile začnou shromažďovat světlo, zůstanou obě pole vědecky produktivní po dobu 50 let nebo déle. Dr. Catherine Cesarsky, předsedkyně Rady SKAO, vyjádřený její vděčnost všem, kteří pomohli dostat SKA do tohoto klíčového bodu v jejím rozvoji:
„Rád bych poděkoval členům Rady SKAO a vládám, které zastupují. Tím, že dali zelenou k zahájení stavby dalekohledů SKA, dokazují jejich důvěru v profesionální práci, kterou provedla SKAO, aby se sem dostali, se zdravým plánem, který je připraven k realizaci, a ve světlou budoucnost tohoto průlomového výzkumu. zařízení… Dnešní závazek členských států je silným signálem pro ostatní, aby nastoupili a sklízeli výhody účasti v tomto jedinečném výzkumném zařízení.“
Sdílené výhody
Kromě poskytování vzrušující a revoluční vědy organizace tvrdí, že SKA poskytne těmto zemím hmatatelné sociální a ekonomické přínosy – jako jsou inovace, technologické vedlejší produkty, nová pracovní místa v oblasti špičkových technologií, zvýšená průmyslová kapacita a další. Kromě členských států to bude zahrnovat africké partnerské země – mezi které patří Ghana, Keňa, Zambie, Mosambik, Namibie, Botswana a Madagaskar.
Pak je tu mnoho domorodých obyvatel v Jižní Africe a Austrálii, na jejichž území budou dalekohledy postaveny. Aby se podpořil uctivý dialog a angažovanost, San Council of South Africa (SCSA) a Jihoafrická radioastronomická observatoř (SARAO) podepsala memorandum o porozumění. Od té doby byla v zásadě podpora projektu oznámena Wajarri Yamaji (na jehož pozemcích bude postaven dalekohled SKA-Low).
„SKAO bude dobrým sousedem a bude spolupracovat s místními zainteresovanými stranami, a zejména s domorodými komunitami, aby zajistila, že budou mít prospěch z projektu SKA spolu s dalšími zainteresovanými subjekty na národní i mezinárodní úrovni,“ dodal Prof. Diamond. 'Určitě máme v úmyslu sehrát svou roli v podpoře místních komunit a posílení místní ekonomiky.'
Pokud jde o vědecké příležitosti, bude SKA provádět širokou škálu pozorování, která přinesou cenné vědecké poznatky. Konkrétně SKA provede některé z dosud nejpřísnějších testů obecné teorie relativity, kde budou astronomové pozorovat, jak se dráha elektromagnetického záření mění vlivem gravitačních polí a zakřivením časoprostoru.
Citlivost SKA mu umožní pozorovat spektrální čáru záření vytvořenou změnou energetického stavu neutrálních atomů vodíku – alias. a 21 cm vodíková linka . To znamená, že SKA bude schopna prorazit závoj kosmického „doby temna“, kdy se formovaly první galaxie. Astronomům také umožní vidět, jak se od té doby rozsáhlá struktura vesmíru vyvinula, a poskytne vhled do role temné hmoty a temné energie.
SKA také umožní některé z dosud nejpřísnějších průzkumů v hledání mimozemské inteligence (SETI). Tradičně byla radioastronomie preferovaným prostředkem pro hledání známek technologické aktivity (tj. technopodpisy) a mnohonásobné dalekohledy SKA budou schopny monitorovat cílové hvězdné systémy na různých frekvencích rádiových vln po delší dobu.
Během několika posledních let vzrůstalo nadšení ohledně SKA a toho, jaké vesmírné záhady odhalí, a to nejen ve vědecké komunitě. Mezi širokou veřejností je SKA vnímáno jako zařízení nové generace, které se bude zabývat mnoha trvalými záhadami vesmíru. A jakoVesmírný dalekohled Jamese Webba(JWST),Extrémně velký dalekohled(ELT) a mnoho dalších, budeme muset počkat ještě pár let, než začnou přicházet vědecké návraty.
Další čtení: SKOA