72 уха на одной тарелке экспресс
Радиотелескопы похожи на уши, которые слушают космос. Обычно такое ухо одно: оно ловит сигнал из одной крошечной точки неба. Это медленно. На телескопе «Паркс» в Австралии теперь работает 72 уха сразу. Их охладили до температуры жидкого гелия, чтобы собственный шум приёмников не заглушал слабый шёпот далёких галактик.
Новую систему испытали на двух целях: Большом Магеллановом Облаке и соседней галактике NGC 6744. Обе светятся в линии нейтрального водорода — это радиоволна длиной 21 сантиметр, которую испускают атомы водорода, когда электрон переворачивает свой спин. Сравнение со старыми картами показало: раньше телескопы пропускали обширные, но очень разреженные облака газа. Теперь они видны.
Но 72 луча приносят и проблему: помехи от земных передатчиков и фоновое излучение могут испортить сигнал. Астрономы попробовали новые методы очистки — трёхмерное разложение данных, похожее на разделение сложного коктейля на исходные компоненты. Оказалось, такой метод лучше сохраняет слабые протяжённые сигналы, чем прежние послойные способы. Это важно для будущих карт распределения водорода во Вселенной: по ним можно будет проследить, как газ собирался в галактики.
Новая система на «Парксе» — это не просто апгрейд одного телескопа. Это испытание технологий, которые лягут в основу будущих гигантских обзоров неба. Когда 72 уха работают одновременно, Вселенная рассказывает о себе быстрее и подробнее.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2602.12677
Spectral-line results from a new cryogenic phased array feed (cryoPAF) on the Murriyang telescope at Parkes are presented. This array offers a significant improvement in field of view, aperture efficiency, bandwidth, chromaticity and survey speed compared with conventional horn-fed receivers. We demonstrate this with measurements of sky calibrators and observations of 21-cm neutral hydrogen (HI) in the LMC and the nearby galaxy NGC 6744. Within 0.3 deg of the optical axis, the ratio of system temperature to dish aperture efficiency is 25 K and the ratio with beam efficiency is 21 K (at 1.4 GHz). For the previously measured $$T_{sys} = 17$$ K, respective efficiency values 0.7 and 0.8 are derived. Our HI observational results are in good agreement with previous results, although detailed comparison with multibeam observations of the LMC suggests that the earlier observations may have missed an extended component of low-column-density gas ($$8\times 10^{18}$$ cm$$^{-2}$$). We use the cryoPAF zoom-band and wideband data to make a preliminary investigation of whether the large number of simultaneous beams (72) permits the use of novel data reduction methods to reduce the effects of foreground/background continuum contamination and RFI. We also investigate if these methods can better protect against signal loss for the detection of faint, extended cosmological signals such as HI intensity maps. Using robust higher-order singular value decomposition (SVD) techniques, we find encouraging results for the detection of both compact and extended sources, including challenging conditions with high RFI occupancy and significant sky continuum structure. Examples are shown that demonstrate that 3D SVD techniques offer a significant improvement in noise reduction and signal capture compared with more traditional layered 2D techniques.
Температура приёмников новой системы — около 17 кельвинов, то есть минус 256 градусов по Цельсию. Это холоднее, чем поверхность Плутона.
В романе Карла Сагана «Контакт» радиотелескопы слушают небо в поисках внеземных сигналов. Новая система из 72 лучей — это как раз шаг к тому, чтобы слушать сразу много направлений и ничего не пропустить.