Телекомунікаційні мережі можуть допомогти вченим синхронізувати телескопи
Терміни є ключовими
Коли справа доходить до спостереження об'єктів в космосі, два (або більше) телескопа набагато краще, ніж один. Спостерігаючи за одним об'єктом в один момент часу за допомогою радіотелескопів в різних місцях, дослідники можуть збирати інформацію про своє місцезнаходження або інші характеристики, що вони не могли вивести за допомогою одного телескопа.
Для того, щоб процес працював, радіотелескопи повинні бути повністю синхронізовані, і тепер нове дослідження знайшло спосіб досягти цієї синхронності дешевше і просто, ніж стандартний метод.
Як правило, дуже довгі базові інтерферометричні (VLBI) масиви, мережі телескопів, які використовують для радіоастрономії, вимагають принаймні одного стабільного частотного джерела на кожному радіотелескопі. Зазвичай цей стабільне джерело частоти є атомний годинник, причому водневі мазери є найбільш поширеним типом. Ці пристрої дуже дорогі через неймовірно складного механізму, необхідного для досягнення такої точності.
У своєму експерименті дослідники з декількох австралійських установ співпрацювали за новим методом досягнення стабільної частотної посилання, використовуючи тільки один атомний такт на одному телескопі.
По-перше, команда зберегла радіочастотну прив'язку від атомного годинника на компактному масиві CSIRO Australia Telescope Compact (ATCA) на лазерний промінь. Потім вони відправили промінь в інший радіотелескоп на відстані 155 кілометрів (96 миль) і назад через стандартну волоконно-оптичну мережу зв'язку, що включає кілька ступенів посилення.
Використовуючи стабільне завдання частоти, команда відкалібрувати два радіотелескопу і використовувала їх для спостереження за об'єктом в космосі. Вони виявили, що основним обмежуючим фактором між телескопами була різниця в атмосфері між двома точками, а не стабільний сигнал частоти.
«На практиці дуже довга базова интерферометрия (VLBI) зазвичай обмежена спотворенням атмосфери, яка впливає на прихід радіохвиль таким же чином, що зміни в атмосфері змушують зірки мерехтіти», співавтор Кен Болдуін, заступник директора з досліджень в дослідницькій школі фізики і техніки австралійського національного університету, розповів Футуризму.
«Ключовим моментом є те, що наша точність часу значно краще, ніж ефект атмосферних спотворень, так що астрономи матимуть як мінімум хорошу продуктивність, ніж при використанні існуючих методів».
Експеримент не чинив негативного впливу на загальний трафік з використанням волоконно-оптичної мережі.
«Провівши експеримент по оптичних волокнах, також несе нормальний трафік, ми показали, що передача стабільного стандартного стандарту не впливає на дані або телефонні дзвінки на інші канали», - сказав Болдуін в прес-релізі. «Це необхідно для співпраці телекомунікаційних компаній, які володіють цими оптоволоконними мережами».
Бачити далі
Деякі з наших найбільших проривів в астрономії стали можливими завдяки масивів телескопів.
Тільки в минулому році вчені використовували радиообсерватории «Дуже великий масив» Нью-Мексико, щоб відстежити одне джерело таємничих швидких радіопакет (ФБР), що виходять з космосу, Чилійський масив великого міліметра / субміліметрового масиву Атамама (ALMA), щоб виявити «основу для життя, як ми її знаємо », і Каліфорнійський Allen Telescope Array, щоб досліджувати нашого першого міжзоряного гостя, астероїда« Oumuamua».
Нові, більш потужні масиви також знаходяться на горизонті. В цьому році будівництво почнеться на найбільшому в світі радіотелескоп: Квадратнометровом масиві (СКА). Цей гігантський комплект радіотелескопів буде охоплювати Австралію, Нову Зеландію і Південну Африку, і коли він буде завершений, він розширить діапазон спостерігається всесвіту, дозволить провести екстремальні випробування загальної теорії відносності і дати нам нове уявлення про великомасштабні структура космосу.
Завдяки цьому новому дослідженню вчені можуть мати більш дешевий і потенційно більш простий спосіб полегшити точний час, яке лежить в основі масиву телескопів. З огляду на, що телекомунікаційні мережі вже створені, цей новий метод може значно знизити витрати на встановлення, зробити дослідні проекти та астрономічні спостереження з використанням масивів VLBI більш доступними.
«Коли атомний годинник були вперше винайдені, ніхто не думав, що вони нададуть тимчасові стандарти, які будуть використовуватися для GPS-навігації, наприклад», - сказав Болдуін в прес-релізі. «Ми сподіваємося, що таким же чином легкий доступ до частотним стандартам, настільки ж стабільним, як і в національній вимірювальної лабораторії, стане придатною технологією для багатьох додатків, що вимагають точного часу і точних вимірювань частоти».
Якщо дослідники скористаються цим новим способом доступу до частотним стандартам, 2018 рік може принести ще більш чудові астрономічні відкриття, ніж в минулому році.
Література: Eurekalert, The Optical Society
