Stephanie Maze/Getty Images

5 contribuții-cheie ale Observatorului Arecibo18 min read

De Ionuț Preda 02.12.2020, ultima actualizare: 21.04.2021

Prăbușirea observatorului Arecibo încheie mai bine de jumătate de secol de contribuții inestimabile la înțelegerea spațiului cosmic.

Timp de 56 de ani, observatorul Arecibo din Puerto Rico a găzduit cel mai mare telescop cu obiectiv fix din istoria umanității. Antena gigantică cu diametru de 305 metri, situată într-o dolină naturală, l-a făcut un reper ușor de recunoscut. A devenit chiar platou de filmare pentrur blockbustere precum Goldeneye sau în Contact. În afara atenției publice, observatorul a produs cantități enorme de date și măsurători din spațiul cosmic, stând la baza a mii de studii vizând mai toate aspectele ale cercetărilor legate de univers.

Declinul lui a fost unul brusc: un cablu de susținere al antenei s-a rupt în august; în timp ce erau evaluate potențialele reparații, altul s-a desprins în noiembrie. Specialiștii au considerat că o reabilitate ar fi prea periculoase, așa că observatorul a fost retras oficial. Se făceau planuri pentru o demolare controlată, însă structura nu a ținut cont de planurile făcute de oameni și s-a prăbușit de una singură pe 1 decembrie.„Arecibo Observatory in Puerto Rico collapses as engineers feared”, theverge.com

Așa s-a încheiat un capitol al cercetării științifice care a stat la baza unui Premiu Nobel pentru fizică, a arătat că există planete și în afara Sistemului Solar, a ajutat la planificarea misiunilor către planete vecine și a căutat viață extraterestră. Sunt realizări pe care merită să le trecem în revistă.

Observatorul de la Arecibo deteriorat

Observatorul a fost avariat în timp de frecventele furtuni tropical care au lovit Puerto Rico. Jeff Hitchcock/Getty

Loc-cheie în confirmarea teoriei relativității generale

Cele mai multe descoperiri de la Arecibo se leagă de un tip de stele foarte compacte și dese numite pulsari. Acest tip de stele emite fascicule de radiație electromagnetică de la poli, însă acestea pot fi detectate doar atunci când acestea sunt îndreptate în direcția Pământului.

În 1974, astrofizicienii Joseph Hooton Taylor și Russell Hulse au detectat la Arecibo primul pulsar care se află în același sistem cu o altă stea.„1974: The discovery of the first binary pulsar”, researchgate.net Cele două corpuri, aflate la o distanță de doar câteva ori mai mare decât cea dintre Pământ și Lună, gravitează în jurul unui centru de greutate comun.

Observațiile făcute pe acest sistem au fost un mod practic de a testa teoria relativității generale, propusă de Albert Einstein cu mai bine de jumătate de secol înainte, conform căreia obiectele masive provoacă o distorsiune sau curbură în spațiu-timp, care este resimțită în mod practic sub forma gravitației. Teoria prezicea și undele gravitaționale – anomalii ale curburii ce propagă energie dinspre sursă spre exterior sub formă de unde, formate de obiecte masive care au o accelerație ridicată, precum două stele sau găuri negre care orbitează în jurul aceluiași baricentru.„What Is a Gravitational Wave?”, nasa.gov

Într-un astfel de sistem binar, efectele acestei pierderi de energie ar face ca viteza cu care se mișcă celor două corpuri să crească și acestea să se apropie în timp. În cazul pulsarului Taylor-Hulse, asta înseamnă că perioada de orbită se reduce cu doar 75 de milionimi de secundă pe an. Dar acestă diferență este suficientă pentru a demonstra, indirect, teoria, iar cei doi astrofizicieni au primit Nobelul pentru Fizică în 1993.„The Nobel Prize in Physics 1993”, nobelprize.org

A fost folosit pentru a descoperi primele planete din afara Sistemului Solar

Observatorul a contribuit la descoperirea  primelor planete din afara sistemului popular (exoplanete). În 1992, două planete au fost descoperite în jurul unui pulsar din constelația Virgo,„How the first exoplanets were discovered”, astronomy.com punând capăt unor speculații care durau de câteva secole.

Primele exoplanete

Reprezentare artistică a sistemului cu pulsar în care au fost descoperite primele exoplanete. NASA/JPL/CalTech

Planetele au fost observate de către radioastronomii Alexander Wolszczan și Dale Frail, după ce au detectat anomalii a perioadelor de puls ale stelei centrale, altfel constantă, cu o perioadă de rotație de 6,22 de milisecunde. Ulterior, o a treia planetă din același sistem a fost observată în 1994. 25 de ani mai târziu, astronomi din toată lumea au descoperit deja câteva mii de exoplanete,„How many exoplanets are there?”, nasa.gov dintre care unele ar putea, teoretic, să susțină viața.

Observații în Sistemul Solar, mai ales ca suport pentru sonde

Pe lângă descoperirile din zona spațiului îndepărtat, Arecibo a avut contribuții importante și la cercetarea propriului Sistem Solar – și în special a planetei cele mai apropiate de Soare, Mercur.

La mai puțin de patru după inaugurare, în 1967, radiotelescopul a fost folosit pentru a determina că o rotație completă a planetei durează aproximativ 59 de zile,„A Radar Determination of the Rotation of the Planet Mercury”, nature.com echivalentul a două treimi din cele 88 de zile necesare pentru o orbită completă în jurul Soarelui (perioadă estimată și pentru rotație, la început).

Mai târziu, cercetătorii au descoperit tot prin intermediul unor observații efectuate la Arecibo că Mercur are corpuri de gheață la ambii poli,„Water Ice on Mercury: How It Stays Frozen (Infographic)”, space.com în cratere care sunt permanent umbrite. Ipoteza a fost ulterior confirmată de observațiile sondei NASA Messenger în 2014.

Observatorul a fost utilizat în 1981 și pentru a produce primele hărți radar ale planetei Venus,„Earth-Based Radar Observations of Venus PDS Archive Description”, wustl.edu care arătau dispunerea straturilor de nori ale planetei.

Observațiile asupra planetelor apropiate s-au rărit odată ce agențiile spațiale au devenit capabile să trimită în mod regulat sonde către acestea. Focusul s-a mutat pe monitorizarea asteroizilor din vecinătatea Pământului, pentru a avertiza asupra potențialelor ciocniri. Dar radiotelescopul a continuat să fie o unealtă auxiliară importantă pentru misiunile mari, ajutând, de exemplu, planificatorii NASA să selecteze zone de aterizare pentru misiunile lunare„50 Years of Arecibo Lunar Radar Mapping”, ieee.org și pentru misiunile Viking, primele care au reușit să ajungă pe Marte.„Arecibo Viking Radar Studies of Mars”, researchgate.net

Mai recent, în iulie 2019, la Arecibo a fost realizat un nou set de observații asupra planetei Mercur în anticiparea misiunii BepiColombo„A Radar Station in Puerto Rico Can See Ice on Mercury”, space.com – o colaborare între agențiile spațiale ale UE și Japoniei, care urmează să trimită o nouă sondă către planetă în decembrie 2025.

Pagube în urma prăbușirii antenei de la Arecibo pe 1 decembrie. Ennoti/Flickr

Punct central în căutarea de viață extraterestră

Chiar dacă n-au avut rezultate spectaculoase, poate cele mai cunoscute experimente făcute cu ajutorul observatorului au fost legate de căutarea și comunicarea cu potențialele civilizații extraterestre inteligente. Programele, grupate sub acronimul SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence), se bazează, în general, pe monitorizarea frecvențelor radio din spațiul cosmic, încercând să găsească tipare sau anomalii care să sugereze comunicări sau emisii din partea unor alte civilizații. Radiotelescopul de la Arecibo a fost un punct central pentru astfel de observații, chiar dacă acestea erau făcute indirect, pe seturi de date obținute cu alte scopuri.

Observațiile au arătat, mai degrabă, că trăim într-o parte liniștită a universului. De exemplu, Project Phoenix, care a căutat astfel de semnale în 800 de sisteme solare aflate la maxim 200 de ani-lumină de Pământ, nu a găsit niciunul care să indice faptul că provine de la viață extraterestră.„Project Phoenix: A Summary of SETI Observations and Results, 1995 – 2004”, harvard.edu Un alt proiect, care analiza datele obținute din alte observații radio ale spațiului îndepărtat, SERENDIP, a găsit în jur de 400 de semnale suspecte,„SERENDIP”, wikipedia.org însă fără dovezi concludente că ar fi vorba de ceva mai mult decât anomalii ale undelor radio cosmice.

În ciuda acestui fapt, astfel de cercetări au continuat până închiderea observatorului, în unele cazuri implicând și publicul larg. De exemplu, programul SETI@home împărțea date observaționale culese din alte proiecte de la Arecibo în bucăți care puteau fi descărcate pe computerele proprii de către participanți, împreună cu un soft care analiza frecvențele radio; rezultatele erau ulterior încărcate pe un server central. Ultimul astfel de set de date a fost încărcat pe 31 martie 2020, după ce echipa de la Berkeley care se ocupa de proiect a anunțat că programul va fi suspendat.„The grandfather of distributed computing projects, SETI@home, shuts down”, arstechnica.com Un program similar, Einstein@home, a descoperit „29 de pulsari noiEinstein@Home new discoveries and detections of known pulsars in the BRP4 search”, einsteinathome.org folosind observațiile de la Arecibo.

Reprezentare grafică colorată a mesajului de la Arecibo alături de explicația fiecărei bucăți. PHL @ UPR Arecibo

Mesager către stele

Observatorul nu a fost, însă, folosit doar pentru monitorizare. În 1974, a transmis un mesaj radio interstelar destinat clusterului de stele Messier-13 (M-13) din constelația Hercule. Însumând 1.679 de biți în cod binar,„Arecibo Message”, seti.org transmis prin alternarea cu câte 10 Hz a frecvenței semnalului radio, mesajul putea fi reconstituit grafic într-o imagine de 23 de caractere pe lățime și 73 pe lungime. Aceasta conținea numerele de la 1 la 10, date chimice despre ADN-ul uman, dimensiunile medii ale omului și populația planetei, un grafic al Sistemului Solar și o reprezentare a radiotelescopul de la Arecibo.

Deși a fost văzut mai degrabă ca o demonstrație a puterii instrumentului, decât ca un efort serios de a deschide o comunicare interstelară, au existat unele voci care au ridicat ulterior temeri asupra pericolelor de a ne anunța prezența în univers. Și nu vorbim aici doar de conspiraționiști, ci și de savanți precum Stephen Hawking, care punctau că o civilizație extraterestră mult mai avansată decât a noastră„Should Humanity Try to Contact Alien Civilizations?”, space.com ne-ar putea vedea ca ținte perfecte de cucerit.

Dacă asta se va întâmpla, e puțin probabil să fie din cauza mesajului de la Arecibo – acesta mai are cam 24.,950 de ani până să ajungă la destinație și există oricum riscul să o rateze,„It’s the 25th anniversary of Earth’s first attempt to phone E.T.”, cornell.edu având în vedere că M13 orbitează în jurul centrului galaxiei. Dar, în cazul în care o civilizație cu o tehnologie similară va reuși să observe mesajul prin intermediul unui telescop propriu, va vedea, printre toate informațiile de bază ale omenirii, și o reprezentare a observatorului Arecibo.



Text de

Ionuț Preda

Redactor cu câțiva ani de experiență în presa centrală. Este curios despre aplicarea tehnologiilor SF în lumea reală și evoluția ideilor de-a lungul istoriei.

SĂNĂTATE|OVERVIEW

Ambrozia, buruiana invazivă care te poate îmbolnăvi de astm

De
Sezonul alergiei la ambrozie începe, de obicei, la mijlocul lunii iulie și durează până la jumătatea lui octombrie. Aproape 500.000 de români sunt afectați de cea mai alergenă plantă de pe teritoriul țării. 
MEDIU|OVERVIEW

Vulcanii care pot destabiliza Europa

De
Cei mai periculoși vulcani de pe continent sunt bine documentați, dar acționează imprevizibil.
TEHNOLOGIE|OVERVIEW

De ce-și strică companiile singure produsele, apoi nu te lasă să le repari?

De
Un mixer franțuzesc, o mașină ieșită pe poarta fabricii în California, un ventilator medical produs în Germania. Aparent trei produse fără nicio legătură unul cu altul care au însă ceva în comun: nu se pot repara decât dacă producătorul vrea să te lase. Nu mai bine îți iei unele noi?
SOCIETATE|OVERVIEW

În căutarea restaurantului perfect instagramabil

De
Dacă până acum „ești ceea ce mănânci” era o preocupare constantă a tuturor, Generația Z adaugă o componenta vizuală acestei sintagme: cât de frumos și instagramabil este locul unde mănânci.