Телескопът, който може да разкрие скритата половина на Вселената

Нов телескоп под европейско ръководство би могъл да картографира прашната, скрита половина на Вселената — и то без използване на изкопаеми горива.

Ако сте поглеждали към Млечния път в нощното небе, сигурно сте забелязали, че изглежда мъглив. Причината е, че в центъра на нашата галактика — както и на повечето галактики — има огромни количества прах, който пречи да видим какво се случва там.

Това означава, че значителна част от Вселената остава скрита за нас — около половината от светлината, излъчвана от галактиките, е погълната от този прах. Най-удачният начин да надникнем в тези неясни области е чрез гигантски телескоп със субмилиметрови вълни, улавящ лъчение в диапазона между радиовълните и инфрачервената светлина.

„Без субмилиметровите наблюдения получаваме твърде едностранчива картина на Вселената — казва Клаудия Чиконе, астрофизик от Университета в Осло, Норвегия. — Не виждаме най-добре скритите зад праха области от космоса.“

През последните десетилетия телескопи като Атакамския голям милиметров/субмилиметров масив (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA) в Чили ни дадоха възможност да изследваме някои от тези области.

Сега астрономите искат да направят крачка напред с нов проект под европейско ръководство, наречен Атакамски субмилиметров телескоп с голяма апертура (Atacama Large Aperture Submillimeter Telescope, AtLAST), телескоп с диаметър 50 метра, значително по-голям от всеки друг субмилиметров телескоп, конструиран до момента.

Началните проектантски работи се извършват в рамките на финансирания от ЕС проект AtLAST2, който продължава до 2028 г. Изследователи от Европа и целия свят — Чили, Южна Африка, Канада, Тайван, Тайланд, Нова Зеландия, Япония и САЩ — усъвършенстват концепцията, като разработват прототипи на ключови технологии и планират управлението на съоръжението по възможно най-устойчив начин.

Целта е замъглена, скрита Вселена да излезе на фокус. „С досегашните субмилиметрови инструменти наблюдаваме само върха на айсберга“, казва Чиконе, една от ръководещите проекта. Днес астрономите успяват да видят само малка част от студения газ и прах, които образуват галактиките.

„С AtLAST ще отговорим на въпроса къде е целият прах и всички газове във Вселената.“

AtLAST е замислен като част от новото поколение гигантски обсерватории, които ще преобразят астрономията през 40-те години на нашия век, наследник на европейския Изключително голям телескоп (Extremely Large Telescope), който скоро ще бъде завършен в Чили.

 Астрономите твърдят, че без подобен голям субмилиметров телескоп с едно огледало, ще има сериозен пропуск в способността ни да картографираме студения газ и прах по небесната сфера и да съпоставяме наблюденията от другите инструменти при различни дължини на вълните.

Широкообхватен поглед

66-те антени на ALMA в пустинята Атакама работят като микроскоп — дават детайлни изображения на запрашените области, където се раждат звезди и планети. AtLAST, от друга страна, би функционирал като широкоъгълна камера, способна да регистрира областите с прах из цялата Вселена.

„При всяко едно наблюдение ALMA може да обхване само област, която е хиляди пъти по-малка от повърхността на Луната на фона на небесния свод — заяви Тони Мроцковски, астроном от Института по космически науки в Испания и един от ръководителите на проекта AtLAST.

ALMA е мощен инструмент, но не можеш да картографираш небето с микроскоп. За разлика от него, при всяко наблюдение AtLAST ще заснема площ, равна на 16 Луни — така ще можем да картографираме Вселената до дупка — шегува се той.

За да картографира небето в такъв мащаб, телескопът ще трябва да се движи бързо в различни посоки — казва Мроцковски. — Благодарение на огромното зрително поле ще съставим доста обширна карта на небето за съвсем кратко време.“

Екипът на AtLAST2 използва тази проектна фаза, за да разработи прототипи на ключови компоненти на телескопа — от оптиката и системите за управление до обработката на данни.

Изграден за дълготрайност

Основното 50-метрово огледало на AtLAST ще е изградено от алуминиеви панели, поддържани от масивна стоманена конструкция. Общото тегло на телескопа ще достигне около 4400 тона, а вторичното огледало с диаметър 12 метра — само по себе си по-голямо от повечето телескопи — ще подпомогне осигуряването на широкото зрително поле.

Ще бъде разположен в близост до ALMA в пустинята Атакама, където разреденият и сух въздух на повече от пет километра надморска височина води до изключителна видимост.

„Телескопът ще работи изцяло с възобновяема енергия чрез новаторска, специално разработена хибридна система за рекуперация на енергия“, обяснява Чиконе. Когато телескопът се забавя след движение, кинетичната енергия се улавя и преобразува в електрическа — по същия принцип като при хибридните автомобили.

За да захрани енергоемка обсерватория от 50-метров клас на отдалечено и високопланинско място без изкопаеми горива, проектът тества комбинации от слънчева енергия, акумулиране в батерии и метал-хидридни системи, както и рекуперация на енергията от спирането.

Изследователите планират също да използват почти енергия с почти нулеви въглеродни емисии за производството на стомана и алуминий. Надеждата е, че AtLAST2 ще даде пример за това как мащабните обсерватории могат да осъществяват амбициозни научни проекти, без да застрашават европейските климатични цели.

В проекта ще участват множество държави, включително Япония, която преди е обмисляла изграждането на собствен 50-метров субмилиметров телескоп — Large Submillimeter Telescope (LST).

„Стигнахме до извода, че трябва да обединим усилията си“, казва Чиконе.

Проектът AtLAST2 цели да превърне това по-тясно сътрудничество в конкретно, споделено съоръжение, обединявайки европейски експертен опит и знания и партньори от цял свят.

Скрити галактики

Изследването с AtLAST би могло да разкрие студения газ и прах, подхранващи звездообразуването, галактики, досега скрити зад непрозрачни облаци, и дори невидими части от атмосферата на Слънцето. „Ще можем да изучаваме слънчевата атмосфера и изменчивостта на слънчевите изригвания по невъзможен доскоро начин“, казва Чиконе.

AtLAST ще прониква и в особено запрашени области на Вселената, където в момента галактиките са невидими. Астрономите могат да засекат светлина от тези области, но отделните галактики се сливат една с друга и е невъзможно да се определи колко са на брой.

„Не знаеш дали светлината идва от една, от десет или от хиляда галактики — обяснява Чиконе, описвайки явлението, известно като граница на разделимост.“ AtLAST ще покаже тези „изгубени“ галактики, казва тя, с потенциал да открие до 50 милиона за 1000 часа наблюдения.

Това ще помогне на астрономите да разберат как се е развивала Вселената през космическото време — включително да изяснят ускореното ѝ разширяване под въздействието на тъмната енергия, както и природата на тъмната материя, невидимата субстанция, чиято гравитация формира галактиките.

Телескопът може да открие и голяма част от „изгубената материя“ на Вселената — горещия и студения газ, за който се предполага, че обгражда галактиките, но е труден за засичане в традиционния видим спектър.

„Като открие молекули, които биха могли да са градивните елементи на живота, AtLAST би помогнал на астрономите да отговорят на въпроса за възникването и развитието на живота във Вселената“, посочва Мроцковски.

Вглеждайки се в молекулярни облаци и дискове от отломки — областите от газ и прах около млади звезди — телескопът би ни дал и по-задълбочено разбиране за това как се раждат звезди и планети.

Може би най-значимите открития ще дойдат от непознатото — неочаквани явления като нови краткотрайни астрономически събития, видими единствено в субмилиметровия диапазон, които само широкото зрително поле на AtLAST би уловило. Вероятно ще има достатъчно време за разкриването на тези загадки, тъй като AtLAST е проектиран да работи в продължение на 50 години.

Целта е да бъде „не е просто временно, еднократно съоръжение“, казва Мроцковски, а телескоп с дълъг живот и надградима апаратура, от която ще се възползват бъдещите поколения астрономи.

Първоначално статията е публикувана в Horizon — списанието на ЕС за научни изследвания и иновации.

Изследването, описано в тази статия, е финансирано от програмата „Хоризонт“ на ЕС.

Повече информация

• AtLAST2 (CORDIS)
• Уебсайт на проекта AtLAST
• Космическа програма на ЕС
• Извънредно големия телескоп
• Научни изследвания и иновации — сътрудничество с Япония
• Европейски стратегически форум за научноизследователски инфраструктури

Още по темата

11/06/2026

Медицина

Учените в надпревара да разберат рисковете за здравето от пластмасовите микрочастици

22/04/2026

Медицина

Изграждане на отбранителна линия в Европа срещу бъдещи пандемии

27/03/2026

Медицина

Малки частици, голям ефект — към по-малко инвазивна мозъчна стимулация