Китайский эксперимент Tianlai станет предшественником радиотелескопа SKA

21 октября 2024 года консорциум Square Kilometre Array Observatory (SKAO) официально признал китайский эксперимент Tianlai одним из ключевых технологических предшественников будущего гигантского радиотелескопа Square Kilometre Array (SKA). Этот шаг знаменует собой не просто расширение международной коллаборации, а фактическое признание того, что без отработки методик на установках подобного рода запуск главного инструмента десятилетия был бы невозможен.

Испытательный полигон для «темной» науки

Установка, расположенная в пустыне недалеко от Хэйлунцзяня (северо-запад Китая), представляет собой не единый телескоп, а комбинацию двух решеток: трех цилиндрических рефлекторов и 16 параболических тарелок. Основная научная миссия Tianlai, что в переводе означает «Небесный звук», — стать испытательным стендом для обнаружения темной энергии, которая, по оценкам, составляет 70% материи Вселенной и ответственна за ее ускоренное расширение.

Как работает «небесный звук»

В отличие от традиционных оптических обсерваторий, Tianlai нацелен на улавливание слабого 21-сантиметрового сигнала, излучаемого нейтральным водородом. Из-за расширения космоса длина волны этого сигнала растягивается (эффект красного смещения), что чрезвычайно затрудняет его регистрацию. Однако именно анализ этих данных через призму барионных акустических колебаний (BAO) позволяет ученым составлять трехмерные карты распределения материи и напрямую изучать природу темной энергии.

Технологический мост к SKA

Роль Tianlai для проекта SKA выходит далеко за рамки простого сбора данных. Как отмечает научный директор SKAO доктор Роберт Браун, именно такие «первопроходцы» закладывают фундамент для будущих операций. На практике это означает, что на китайской установке обкатываются алгоритмы обработки сигналов и методы картирования интенсивности водорода, которые затем будут масштабированы для колоссальных мощностей SKA. Профессор Сюэлей Чен, руководитель эксперимента, подчеркивает, что реальные полевые испытания вскрывают проблемы, которые невозможно смоделировать теоретически. Кроме того, широкое поле зрения Tianlai позволяет ему выполнять и побочные задачи, актуальные для SKAO, в частности, поиск быстрых радиовсплесков (FRB) — одного из самых загадочных явлений современной астрофизики. Уже сейчас ведется расширение цилиндрической решетки Tianlai (добавление трех новых антенн), что не только улучшит картографию неба, но и обеспечит будущему гиганту SKA конкурентное преимущество в гонке за неуловимыми космическими сигналами. Без отработки технологий на таких предшественниках, как Tianlai, запуск SKA был бы сопряжен с гораздо большими рисками. Именно данные с этих «малых» телескопов сегодня уточняют научную программу и операционные протоколы для самой амбициозной радиообсерватории в истории человечества.