Þeir hlusta á alheiminn Ástralíumegin

Eftir fréttaritara Vaknið! í Ástralíu

KENGÚRA reisir höfuðið snögglega og sperrir upprétt eyrun. Dauft hljóðið, sem hún nemur, kemur frá röð af stórum diskloftnetum sem eru á hægri hreyfingu eftir teinabraut. Loftnetin staðnæmast, og bæði dýrið og loftnetin standa grafkyrr eins og séu þau frosin í þögninni — sérkennileg blanda náttúru og vísinda.

Það sem hér er lýst er algengur viðburður í nágrenni bæjarins Narrabri í New South Wales í Ástralíu, en þar stendur útvarpssjónauki Áströlsku útvarpssjónaukastöðvarinnar (Australia Telescope National Facility, ATNF). Diskloftnetin eru sex talsins og er eitt þeirra fast en fimm færanleg. Þau eru tengd einu diskloftneti sem er 64 metrar í þvermál, en það stendur í nágrenni bæjarins Parkes, og öðru sem er 22 metrar í þvermál og stendur hjá nágrannabænum Coonabarabran. Þegar loftnetin átta eru látin vinna saman virka þau eins og eitt risaloftnet. Þetta loftnet má svo stækka enn meira með því að tengja það við útvarpssjónaukann í Tidbinbilla, sem er í grennd við Canberra, og við sjónaukann í Hobart á Tasmaníu.

Með þessum miklu tækjum er hægt að skima suðurhimininn og skyggnast inn í leyndardóma hans. Er það vinnunnar virði? Því er svarað svo í bæklingi frá ATNF: „Svolítil forvitni er upphaf merkra uppgötvana.“

Að ljúka upp leyndadómum himingeimsins

Parkes-sjónaukinn var tekinn opinberlega í notkun í október 1961 af De L’Isle lávarði sem var þá yfirlandstjóri Ástralíu. Hann var ómyrkur í máli er hann lýsti framtíð sjónaukans: „Þetta tæki á eftir að vekja athygli vísindamanna um heim allan og það mun eiga stóran þátt í að ljúka upp leyndardómum himingeimsins.“

Vonir yfirlandstjórans virðast hafa ræst. Þessi stjörnusjónauki markaði tímamót í framþróun útvarpsstjörnufræðinnar sem var varla búin að slíta barnsskónum á þeim tíma. Í bókinni Beyond Southern Skies segir: „Það var merkur dagur í sögu vísinda í Ástralíu . . . þegar  Parkes-sjónaukinn var tekinn opinberlega í notkun. Hugmyndin hafði kviknað tíu árum áður, hönnunin tekið fjögur ár og smíðin tvö ár til viðbótar.“

Dr. David McConnell, forstöðumaður Narrabri-stöðvarinnar, sagði í viðtali við Vaknið! að ATNF væri stærsta stöð sinnar tegundar á suðurhveli jarðar og bætti við: „Útvarpsstjörnufræðingar koma víða að úr heiminum til að nota ATNF til vísindarannsókna og til að kanna alheiminn. ATNF er einstaklega vel staðsett til rannsókna á suðurhimninum.“

Að sjá hið ósýnilega

Útvarpssjónaukar eru ólíkir ljóssjónaukum að því leytinu til að þeir safna geislun á tíðnisviði útvarpsbylgna sem er síðan unnið úr og þeim breytt í sýnilegar myndir. Þetta er engan veginn auðvelt því að útvarpsmerkin eru ákaflega veik.

Lýsum þessu með dæmi. Ef allri orku þeirra útvarpsbylgna, sem safnað hefur verið síðastliðin 40 ár með Parkes-sjónaukanum, væri breytt í raforku til heimilisnota myndi hún nægja 100 vatta ljósaperu í hundrað milljónasta hluta úr sekúndu! Þetta kom fram í viðtali við Rick Twardy sem er einn af yfirmönnum ATNF í Parkes. Eftir að gögnum er safnað er unnið úr þeim í risatölvu sem samræmir merkin sem lofnetin nema. „Í Narrabri er tölva sem getur unnið úr 6000 milljónum gagnaeininga á sekúndu,“ segir McConnell. Eftir nánari úrvinnslu eru gögnin send til aðalstöðva ATNF í Sydney þar sem þeim er breytt í útvarpsmyndir. Þegar myndirnar eru bornar saman við myndir teknar með ljóssjónaukum koma ýmis af undrum alheimsins í ljós.

En útvarpssjónaukar geta einnig unnið einir að ýmsum rannsóknarverkefnum. Til dæmis er best að nota stór, einstök diskloftnet, eins og loftnetið í Parkes, til að nema afar veikar útvarpsbylgjur, eins og frá tifstjörnum. Með Parkes-sjónaukanum hefur fundist rúmlega helmingur allra þekktra tifstjarna í alheiminum. Hann var einnig notaður til að endurvarpa myndum af því þegar menn stigu fæti á tunglið í fyrsta sinn og gegndi mikilvægu hlutverki í björgun tunglflaugarinnar Apollos 13. Hann hefur átt þátt í mörgum fleiri uppgötvunum, til dæmis uppgötvun Einsteinhringjanna og leifa af sprengistjörnu, svo nefnd séu aðeins tvö dæmi. — Sjá hér að neðan.

Erum við ein í alheiminum?

Þótt ATNF hafi fyrst og fremst það hlutverk að stunda vísindarannsóknir og leita svara við torráðnum spurningum manna um alheiminn hefur fámennur hópur rannsóknarmanna notað sjónaukana til að leita svars við annarri spurningu: Erum við einu vitsmunaverurnar í alheiminum? Það eru svonefndir geimlíffræðingar sem fást við þessar rannsóknir.

Hvernig er hægt að nota útvarpssjónauka til að leita svars við þessari torræðu spurningu? Sumir geimlíffræðingar álíta að sé til vitsmunalíf annars staðar í alheiminum sé það sennilega mun eldra en okkar siðmenning og hafi þekkingu á útvarpsmerkjum og noti þau til að komast í samband við jarðarbúa. Fáeinir vísindamenn eru býsna bjartsýnir á að það takist að finna menningarsamfélög sem líkjast okkar.

 En skoðanir eru skiptar. Sumir geimlíffræðingar viðurkenna jafnvel að útvarpsmerkin, sem þeir hafa numið og virðast benda til þess að líf sé að finna í alheiminum, „hafi reynst koma frá einu menningarsamfélagi — okkar eigin“! Dr. Ian Morison er yfirrekstrarstjóri breska útvarpssjónaukans í Jodrell Bank. Hann segir: „Fyrir tuttugu árum héldum við að það gætu verið til allt að milljón önnur menningarsamfélög í vetrarbrautinni okkar. Nú hallast ég æ meira að því að mannkynið sé býsna sérstakt.“

En þó að okkar eigin menning sé býsna sérstök er því ekki að neita að við völdum stjörnufræðingum ýmiss konar erfiðleikum, og tálmum þeim satt að segja að safna upplýsingum frá alheiminum. Við völdum nefnilega útvarpsbylgjutruflunum sem gera þeim æ erfiðara um vik að hlusta á alheiminn.

Hafið hljótt! Ég er að reyna að hlusta

Sterkar útvarpsbylgjur af mannavöldum eru að drekkja hinum náttúrlegu útvarpsbylgjum sem himinhnettirnir senda frá sér. Segja má að það sé „ærandi hávaði“ á útvarpsbylgjusviðinu, svo vitnað sé í Science News. Truflanirnar koma frá tölvum, örbylgjuofnum, farsímum, útvarps- og sjónvarpssendum, ratsjám til hernaðarnota, flugstjórnarsamskiptum og gervihnöttum. Það þarf að sía allar þessar truflanir frá útvarpsmerkjunum sem koma frá vetrarbrautunum.

Til að draga sem mest úr truflunum er útvarpssjónaukum í Ástralíu og annars staðar komið fyrir á afskekktum stöðum. En það dugir ekki alltaf til. „Útvarpsstjörnufræðingar óttast að bráðlega verði engir truflunarlausir staðir eftir þar sem þeir geti stundað rannsóknir sínar. . . . Kannski geta þeir einhvern tíma falið sjónaukana á stað þar sem líklega verður rólegt áfram — á fjærhlið tunglsins,“ segir Science News í mæðutón.

En þrátt fyrir ýmsa erfiðleika hafa rannsóknirnar við ATNF opinberað ýmis undur sem við hefðum aldrei getað séð með berum augum. Það ætti að vera okkur hvatning til að ígrunda hve vel er búið að okkur í þessum undursamlega alheimi, og fylla okkur þakklæti til skapara himins og jarðar.

[Rammi/myndir á blaðsíðu 16, 17]

ÚR HVERJU ER ALHEIMURINN GERÐUR?

Vetrarbrautir

Aðdráttarkrafturinn heldur gríðarlegum fjölda stjörnukerfa saman í þyrpingu.

[Mynd]

Útvarpsmynd af vetrarbrautaþyrpingunni M81.

[Credit line]

Birt með góðfúslegu leyfi NRAO/AUI/NSF

Dulstirni

Fyrirbæri sem líkist stjörnum; hugsanlega fjarlægustu og björtustu fyrirbæri alheimsins.

[Mynd]

Útvarpsmynd af dulstirni í sex milljarða ljósára fjarlægð. Orkugjafinn er talinn vera gríðarlegt svarthol.

[Credit line]

Rétthafi: Australia Telescope, CSIRO

Tifstjörnur

Taldar vera nifteindastjörnur sem snúast hratt og senda frá sér geislabunur með mjög taktföstu millibili, einkanlega útvarpsbylgjur.

[Mynd]

Á þessari ljósmynd af Krabbaþokunni sést tifstjarna sem daufur depill í henni miðri.

[Credit line]

Hale Observatory/NASA

Nýstirni

Stjörnur sem auka birtu sína mörgþúsundfalt á skömmum tíma og dofna svo smám saman þangað til þær ná upprunalegu birtustigi.

Sprengistjörnur

Blossastjörnur sem verða mörgum milljónum sinnum bjartari en sólin.

[Mynd]

Sprengistjörnuleif: Útvarpsmynd í rauðu, röntgengeislar í bláu, sýnilegt ljós í grænu.

[Credit line]

Röntgenmynd (NASA/CXC/SAO)/ ljósmynd (NASA/HST)/útvarpsmynd (ACTA)

Einsteinhringir

Getur ein vetrarbraut falið sig bak við aðra? Svo mætti ætla. En jafnvel þó að tvær vetrarbrautir séu í þráðbeinni línu frá jörð er hægt að sjá þá sem fjær er. Vetrarbrautin í forgrunninum verkar eins og þyngdarlinsa og beygir ljós eða útvarpsbylgjur frá hinni sem er bak við hana þannig að ljóshringir sjást kringum þá sem nær er.

[Credit line]

HST/MERLIN/VLBI National Facility

[Skýringarmynd á blaðsíðu 17]

(Sjá uppsettan texta í ritinu)

Útvarpsbylgjur geta sýnt okkur innviði alheimsins, rétt eins og röntgengeislar geta gefið okkur innsýn í mannslíkamann.

ÚTVARPSBYLGJUR

ÖRBYLGJUR

INNRAUÐ GEISLUN

LJÓS

ÚTFJÓLUBLÁ GEISLUN

RÖNTGENGEISLUN

GAMMAGEISLUN

[Credit line]

Steven Stankiewicz

[Mynd á blaðsíðu 15]

Efst: Fimm af loftnetunum sex í grennd við Narrabri.

[Credit line]

S. Duff © CSIRO, Australia Telescope National Facility

[Mynd á blaðsíðu 15]

Parkes-diskloftnetið sem er 64 metrar í þvermál.

[Credit line]

Rétthafi myndar: John Sarkissian

[Mynd credit line á blaðsíðu 15]

J. Masterson © CSIRO, Australia Telescope National Facility