Radioastronomi: Fra amatørrøtter til verdensomspennende grupper

Publisert av Platon

Følgere: 0

Etter å ha dukket opp fra amatørbegynnelsen i bakgårdene til radioingeniører, er radioastronomi nå i fokus for elite, internasjonale globale konsortier. Emma Chapman skisserer hvordan faget har utviklet seg og hvorfor det må finne en fin balanse mellom dets vitenskap og ingeniørrøtter

Jeg har tenkt mye på identiteten min i det siste. Når noen spør meg hva jeg gjør, beskriver jeg meg selv som en radioastronom, eller en kosmolog, eller en astrofysiker – avhengig av humøret mitt og hvem jeg snakker med. Men jeg har egentlig aldri følt at jeg helt tilhørte noen av disse alternativene. Det virket for meg som om min jakt på de første stjernene ved hjelp av radiodata ikke passet helt med kosmologenes spente diskusjoner om inflasjonsparadigmene og mørk energi. På samme måte, når jeg besøkte radioteleskoper, strømmet sjargongen med "mottakere" og "gevinster" over hodet mitt.

"Radioastronom" er en merkelig setning, siden man sjelden hører forskere knytte seg så tett til noen annen bølgelengde. Jeg har aldri hørt uttrykket "gamma-astronom", for eksempel. Men etter å ha besøkt grupper av amatørradioastronomer i løpet av det siste året, innså jeg at jeg ennå ikke har ferdighetene til å kalle meg en ekte "radioastronom". Etiketten er et hedersmerke man ikke kan tjene bare ved å bruke data tatt av radioteleskoper.

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/radio-astronomy-from-amateur-roots-to-worldwide-groups-physics-world.jpg" data-caption="Det moderne ansiktet Karl G Jansky Very Large Array (VLA) i New Mexico, USA, ble bygget mellom 1973 og 1981. Dens 28 radioteleskoper, hver med en 25 m tallerken, er arrangert i et Y-formet interferometer. (Courtesy: Bettymaya Foott, NRAO/AUI/NSF)” title=”Klikk for å åpne bildet i popup” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/radio-astronomy-from- amatør-roots-to-worldwide-groups-physics-world.jpg”> Rad med store radioteleskoper ved solnedgang

Det moderne ansiktet Karl G Jansky Very Large Array (VLA) i New Mexico, USA, ble bygget mellom 1973 og 1981. Dens 28 radioteleskoper, hver med en 25 m tallerken, er arrangert i et Y-formet interferometer. (Med tillatelse: Bettymaya Foott, NRAO/AUI/NSF)

Jeg er et aktivt medlem av Square Kilometer Array Observatory (SKAO), et internasjonalt radioteleskop som for tiden er under bygging i Sør-Afrika og Vest-Australia. Selv om prosjektets hovedkvarter er Jodrell Bank Observatory i Storbritannia, er SKAO et globalt prosjekt med partnerskap som strekker seg fra Australia, Kina, Italia og Nederland til Portugal, Sør-Afrika, Spania, Sveits og Storbritannia.

Astronom kontra ingeniør

Ifølge astrofysiker Philip Diamond, generaldirektør for SKAO, spenner prosjektets samtaler og møter ofte over rundt 20 tidssoner. Med et så globalt og folkerikt observatorium er det ikke overraskende at mange av de som prosjektleder SKA er fra forretningsbakgrunn. Diamond spøkte en gang halvt på spøk at noen aldri en gang vil ha rørt et teleskop. Men det er ikke en dårlig ting – de er ikke der for sin kjærlighet til stjernene. De er der fordi de vet hvordan de skal holde komplekse selskaper blomstrende, slik at sluttbrukeren (som meg selv) har data av høy kvalitet som strømmer til dem i tide.

Diamond har utvilsomt fått merket som "radioastronom" - faktisk er doktorgraden hans i emnet, og karrieren har funnet ham å jobbe ved de fleste av de store radioanleggene i verden. Når han snakker med ham, er det tydelig at han elsker de bare benene til instrumentene like mye som vitenskapen de muliggjør. Nederst i hierarkiet er ikke alle like bredt plassert. Det er en eksplisitt splittelse mellom astronomer og ingeniører, med bare noen få unntak.

De to konsortiene, engineering og science, har til og med separate konferanser, selv om jeg ikke tror noen ville teste loddeferdighetene dine på ingeniørtreffet for å gi deg adgang. Mens jeg deltok på en ingeniørkonferanse for mange år siden, sitter jeg fast i vitenskapsleiren, og jeg kan fortelle deg: noen ganger føles den splittelsen mer som en kløft. Ingeniørene beklager forskerne som ber om for mye og som ikke forstår grensene for teknologien. I mellomtiden, på vitenskapskonferansene, fortviler forskerne høylydt over eventuelle antenneendringer som reduserer deres egne vitenskapelige mål, og klager over at ingeniørene ikke forstår det vitenskapelige potensialet som går i vasken.

Disse samtalene er ikke unike for SKA, men de er uttalte fordi størrelsen på samarbeidet er så stor. De aller fleste involverte forskere er basert på sine universiteter og selskaper over hele kloden, ikke på ett sted hvor de kan ha sjansen til å møte og redusere tribalismen.

På mange måter ser vi at radioastronomi vender tilbake til røttene, som begynte med et urolig ekteskap mellom astronomi og elektroteknikk. Det tok tid for forskere på disse to feltene å lære å leve sammen og undervise sine akademiske avkom – men til slutt produserte universiteter ferdige radioastronomer som skapte de store radiofasilitetene på 1960-tallet og utover.

Rekreasjonsrøtter

Radioastronomi ble pioner av Bell Labs-ingeniør Karl Jansky og de britiske forskerne James Stanley Hei og Bernard Lovell (se bokser nedenfor). Deres første oppdagelser var mulige bare takket være elektriske ingeniører, astronomer og amatører som jobbet sammen. Men ettersom radioastronomi i stor skala i økende grad blir et samarbeid mellom to sterke spesialiteter – ingeniører på den ene siden og forskere på den andre – hva med de beste amatørene? Er det fortsatt plass til gruppen som spilte en så viktig rolle i utviklingen av feltet?

Karl Jansky: ingeniøren

To svart-hvitt-bilder: en mann på et kontor og en stor metallkonstruksjon på hjul — **Ingeniøren** Karl Jansky (bildet til venstre på 1930-tallet) bygde en roterende antenne (til høyre) for å få all-sky-dekning med en frekvens på 20.5 MHz. Med «Jansky's Merry-go-round» fanget han opp tordenvær og et merkelig sus som beveget seg utover dagen. (Med tillatelse: NRAO/AUI/NSF)

I 1928 var Karl Jansky ingeniør med Bell Labs i USA, hvor jobben hans var å redusere de irriterende knitringene på nytt transatlantisk radiotelefontjeneste som koster $25 i minuttet ($400 i dag). Mesteparten av støyen han fant skyldtes lokale forstyrrelser – som tordenvær – men det var et mindre, kontinuerlig sus i hodetelefonene hans som han ikke kunne plassere. Ved å bruke ingeniørferdighetene sine til god bruk, bygde Jansky sin "Merry-go-Round", et 30 m bredt arrangement av rektangulære løkker av tråd som sammen fungerte som en antenne, alle plassert på gjenbrukte Ford Model T-hjul. Dette var tross alt under den store depresjonen, og det var lite penger.

Det fulgte et frustrerende år, hvor Jansky jaget susingen over himmelen, først overbevist om at den kom fra solen. Men i 1932 innså han til slutt at den sanne kilden var sentrum av galaksen vår. Jansky kom ikke til denne konklusjonen alene. Realiseringen kom først da en astronomkollega foreslo å plotte data fra hele året sammen, og et daglig skifte på 4 minutter løste seg selv: den nøyaktige sideriske tiden (tiden bestemt av stjernenes tilsynelatende daglige bevegelser) du ser i objekter utenfor solen system. Dessverre, siden Bell Labs ikke var involvert i radioastronomi, forfulgte ikke Jansky denne oppdagelsen - men forskningen hans ble videreført av amatørastronomen Grote Reber.

Grote Reber: den første radioastronomen

Svart-hvitt-bilde av en mann som sto foran et radioteleskop — **Den første radioastronomen** Grote Rebers selvbygde teleskop er ansett for å være verdens første radioteleskop. Det ble opprinnelig bygget i 1938 i bakgården til hjemmet hans i Wheaton, Illinois. Da han gikk på jobb for National Radio Astronomy Observatory på 1960-tallet flyttet han teleskopet og mottakertårnet til Green Bank i West Virginia. (Med tillatelse: NRAO/AUI/NSF)

I en årrekke etter Janskys oppdagelse i 1932 var det én radioastronom i hele verden, og han var en amatør med et rykte for eksentrikken. Grote Reber, en ung amerikansk ingeniør som jobbet for en radioutstyrsprodusent i Chicago, hadde slukt Janskys førkrigslitteratur og kontaktet forskjellige akademiske avdelinger og spurte når de ville handle på denne klart viktige oppdagelsen. Gjentatte ganger fikk han børsten og til slutt, lei av respektløsheten fra profesjonelle astronomer, bestemte han seg i 1936 for å bygge et radioteleskop i morens bakhage.

Ved å bruke radioingeniørferdighetene sine, utarbeidet Reber den beste formen for retten (en parabel som ville fungere som blåkopi for de fleste fremtidige radioretter). Deretter tok han sommerfri fra jobben og et års lønn ut av banken og bygde et 9.6 m fat. Naboene fryktet at det kunne endre været, piloter ble omdirigert for å unngå det, og skolebarn brukte det som et klatrestativ når han ikke så.

Reber, uforstyrret, bekreftet først Janskys eksperimenter og kartla deretter hele radiohimmelen på begynnelsen av 1940-tallet, og oppdaget første radiogalakse, Cygnus A. Han gjorde også noen av de første solradiomålingene, mens profesjonelle astronomer fortsatt akkurat våknet opp til potensialet til radioastronomi etter avklassifiseringen av dokumenter etter andre verdenskrig. Etter hvert som Rebers (og senere resultatene til James Stanley Hey og Bernard Lovell) ble mer kjente, ble det hastverk med å observere radiohimmelen.

De med fysikkbakgrunn kunne lage utstyret, men hadde ikke en anelse om hva de oppdaget. I mellomtiden visste astronomer hva de ville se på, men kunne ikke forstå elektroteknikken. I disse første årene kunne akademikere bare tilby halvparten av ferdighetene for en ekte radioastronom: de kunne forstå eksperimentet eller de kunne forstå resultatene. Reber så ut til å være den eneste personen som kunne gjøre begge deler. Alene, i morens hage, var Reber den første radioastronomen, amatør eller profesjonell, og forble det i over et tiår.

James Stanley Hei: læreren

Svart-hvitt fotografi av en mann i dress utenfor et stort hus — **Læreren** James Stanley Hey i 1958 på Meudon House i England. (Foto av Leo Goldberg, med tillatelse fra AIP Emilio Segrè Visual Archives)

I 1942 sviktet radarforsvarsnettverket til Storbritannias Royal Air Force (RAF) i to neglebitende dager. Fysiker James Stanley Hey hadde ansvaret for å finne ut hvorfor feilen oppstod. Han hadde blitt trukket ut av undervisning i fysikk ved Burnley Grammar School i Lancashire ved starten av andre verdenskrig, da han begynte i Forskergruppen for hærens operasjoner. Hey hadde fått en kortfattet radioteknisk briefing og satt til ansvar for et team som var ansvarlig for å forbedre radaren for luftvernkanoner. Ved å kryssreferanser tidspunktet og i hvilken grad hver radarstasjon fikk en blackout, fant Hey ut at kilden til radarfeilen var solen.

Hadde han vært en astronom, ville Hey blitt forvirret, ettersom de fleste astronomer på den tiden visste at det bare hadde vært feil i forsøk på å oppdage solcelleradiobølger. Selv Thomas Edison hadde ikke lyktes. Som fysikklærer hadde Hey imidlertid ingen slike forhåndsforståelser, og innrømmet lett sin egen uvitenhet. Han gikk til og med så langt som å ringe Royal Greenwich Observatory for å spørre om noe var galt med solen. Som det skjer, viser det seg at det var det, som astronomene i Greenwich bekreftet. Faktisk fant Hey ut at i løpet av det nøyaktige vinduet ble radarstasjonene overveldet av støy, en monstrøs solflekk hadde blomstret over overflaten av solen.

På det tidspunktet må RAF ha vært fornøyd med at kilden ikke var en ny tysk jamming-teknologi og takknemlig for at det ikke hadde vært et raid mens forsvaret var blindt. Etter krigen, med arbeidet avklassifisert, begynte Hey å holde foredrag, men astronomimiljøet var ikke snille. Hvem var denne mannen, en lærer ikke mindre, som fortalte dem at solen sendte ut radiobølger? Latterlig!

Heldigvis kom hans rettferdiggjørelse raskt da, i 1946, en annen mammut solflekk krysset solskiven og produserte den samme forstyrrelsen. På dette tidspunktet ble radioastronomi etablert som et seriøst yrke over hele verden, og Hey og andre fysikere (inkludert Bernard Lovell) fanget ut radarutstyr fra krigstid og konstruerte sine egne lytteapparater. Denne gangen ble de imidlertid ikke rettet mot fiendens fly, men mot stjernene.

Bernard Lovell: fysikeren

To svart-hvitt-bilder: en mann i dress og et stort teleskop under konstruksjon — **Fysikeren** Bernard Lovell brukte avsidesliggende felt som eies av University of Manchester ved Jodrell Bank for å sette opp radarutstyr som var overlatt fra krigstid. Han valgte senere dette stedet for bygging av Mark I-teleskopet, nå omdøpt til Lovell-teleskopet. (Med tillatelse: Jodrell Bank Center for Astrophysics, University of Manchester)

Da andre verdenskrig begynte i 1939, Bernard Lovell var forsker ved University of Manchester, Storbritannia, hvor han visualiserte sporene til ioniserende partikler gjennom damp i et skykammer. Lovell hadde blitt trukket inn for å utvikle bærbare radarenheter, men de led av en irriterende kilde til interferens. Til slutt ble de falske signalene tilskrevet regnbyger av partikler som samhandlet med ionosfæren og skapte radiobølger – en tilfeldig oppdagelse for Lovell. Etter å ha slitt med skykamre på bord, innså han at han kunne stole på jordens atmosfære som både partikkelakselerator og skykammer.

Etter krigen "reddet" Lovell og andre – inkludert hans krigskollega James Hey – noe nedlagt radarutstyr og satte det opp i feltene til en liten utpost ved University of Manchester, kl. Jodrell Bank. Den rolige beliggenheten skulle ha betydd at han hørte pinget fra radaren som fanget opp sporene etter en partikkeldusj en gang i timen. Men til sin overraskelse hørte han en kakofoni. Hey foreslo at Lovells signaler i stedet kan skyldes at en romstein har kommet inn i jordens atmosfære. De ioniserte sporene som ble etterlatt av disse meteorene ville reflektere radiosignaler, og gi bort deres posisjon.

Lovell, som ikke på noen måte var kvalifisert til å tenke på meteorer, fant raskt ut at profesjonelle astronomer verken hadde tid eller lyst til å bruke sine dyrebare teleskoper til å studere dem heller. De overlot den virksomheten til amatørene. Og det var derfor Lovell overbeviste Manning Prentice – advokat om dagen, amatørastronom om natten – for å bli med ham på Jodrell Bank under neste store meteorregn. Prentice la seg tilbake i fluktstolen og ropte når og hvor han så en meteor. Hver gang snudde Lovell radarutstyret i den retningen og ropte hvis det var ping på radarskjermen.

Det ble raskt klart at Lovell faktisk hadde registrert meteorregn. Skykamre og partikkelfysikk nå glemt, Lovell begynte å samle inn penger for å bygge Mark I Telescope ved Jodrell Bank (senere omdøpt til Lovell Telescope) og begynte på veien til å bli en av de største radioastronomene på 20-tallet. Alt som skulle til var leksjoner fra en amatør.

Ordet "amatør" har to vanlige betydninger: "en som driver med en syssel, studier, vitenskap eller sport som et tidsfordriv snarere enn som et yrke" og "en som mangler erfaring og kompetanse innen en kunst eller vitenskap". Fra hagearbeid til gjør-det-selv, det er mange ferdigheter jeg er både ulønnet og inkompetent til, og derfor må det gå dypere enn det. Faktisk er den latinske roten til ordet amatør, som betyr "elsker". Bokstavelig talt, å være en amatør i en jakt er å elske det, å ha en lidenskap for det.

Det viste seg at jeg hadde urettferdig dømt de som driver med amatørhobbyer, ikke minst på det feltet jeg trodde jeg kunne bedre enn noen andre: radioastronomi. Amatørastronomer får kanskje ikke betalt, eller produserer høyprofilerte akademiske artikler, men pingene fra en meteor og susingen fra Melkeveien i hodetelefonene deres får dem til å stråle av glede.

Da jeg søkte etter en moderne ekvivalent til den banebrytende amerikanske amatørradioastronomen Grote Reber (se boksen ovenfor), kom jeg over en rekke sammenslutninger av amatørradioastronomiklubber som observerte alt fra de galaktiske spiralarmene til, forbløffende nok, pulsarer. Ved å snakke med noen få – inkludert British Amateur Astronomy Radio Astronomy Groupden Lincoln Amateur Astronomy Club, og Sutton og Mansfield Amateur Astronomy Club – Jeg innså at ingen steder føler jeg meg mer som en amatør enn i en amatørastronomiklubb.

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/radio-astronomy-from-amateur-roots-to-worldwide-groups-physics-world-5.jpg" data-caption="Lidenskapsprosjekt Amatørradioastronom Laurence Newell bygger for tiden et observatorium han kaller "Area Fifty One and Three Quarters" i Suffolk, Storbritannia, som et pensjonistprosjekt. Observatoriet består av flere donerte retter i forskjellige konstruksjonstilstander. De inkluderer to fullt styrbare 4 m tallerkener (som med innsats kan brukes til pulsarmottak) og to 3 m tallerkener som fungerer som et interferometer ved 1420 MHz. Newell utvikler også en mottaker for Schumann-resonansene. (Courtesy: Dr Laurence Newell)” title=”Klikk for å åpne bildet i popup” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/radio-astronomy-from-amateur-roots-to -worldwide-groups-physics-world-5.jpg"> Rekke med flere teleskopskåler på en plen foran en lav steinbygning

Lidenskapsprosjekt Amatørradioastronom Laurence Newell bygger for tiden et observatorium han kaller "Area Fifty One and Three Quarters" i Suffolk, Storbritannia, som et pensjonistprosjekt. Observatoriet består av flere donerte retter i forskjellige konstruksjonstilstander. De inkluderer to fullt styrbare 4 m tallerkener (som med innsats kan brukes til pulsarmottak) og to 3 m tallerkener som fungerer som et interferometer ved 1420 MHz. Newell utvikler også en mottaker for Schumann-resonansene. (Med tillatelse: Dr Laurence Newell)

Ja, når jeg møter slike grupper, må jeg virke som en skuffelse for medlemmene; ikke at jeg noen gang har fått det til å føle det slik av dem. De optiske astronomene som er bosatt på disse klubbene gjør det vanligvis lurt i å komme seg etter sine sjokkerte pauser etter at jeg innrømmer at jeg ikke vet hvilken planet, konstellasjon eller stjerne de peker på, mens radioamatørene høflig prøver å komme forbi min mangel på erfaring med å bygge eller vedlikehold av radioteleskoper.

Fat pryder tak, linjer med tråd strekker seg over stolper og antenner i alle fasonger peker mot himmelen. Teknologien er så enkel og kjent at det er lett å anta at de i skurene bare prøver å benytte seg av en gratis radio- eller TV-tjeneste. For meg hopper jeg imidlertid i begeistring når jeg ser antennene formet for å fange opp stormene til Jupiter eller måle innkommende solflammer.

Menneskene som frivillig vedlikeholder disse teleskopene er oftest pensjonerte menn som pleide å jobbe innen felt som elektroteknikk eller radarvitenskap. De er eksperter på bakkebasert radioteknologi som etter pensjonisttilværelsen snudde enhetene sine for å se opp – enten for den rene utfordringen eller, virkelig, fordi legene deres sa til dem at de ikke lenger skulle bære de store optiske rørene sine langs mørke, isete felt.

Det er fortsatt nok av profesjonelle radioastronomer med kunnskap om antennene deres på grensen til nivået med hestehvisking – men jeg har møtt dem mest ved de eldre, mindre teleskopene og sjeldnere blant min generasjon av akademikere. I store samarbeid er radioastronomer som dette sjeldne i disse dager, på grunn av en skala. Etter mitt syn er det et tap. Det var i amatørgruppenes kalde, nedslitte skur jeg gjenoppdaget radioastronomiens ånd. Her var de sanne radioastronomene, amatører eller ikke.

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/radio-astronomy-from-amateur-roots-to-worldwide-groups-physics-world-6.jpg" data-caption="Borgervitenskap De UK Meteor Beacon er et samfunnsvitenskapelig prosjekt for å bygge et system for å studere meteorer og ionosfæren. Den består av et beacon nær Nottingham (til venstre) og fire mottakere over hele Storbritannia. I et samarbeid mellom amatørradio og radioastronomi har både Radio Society of Great Britain og British Astronomical Association bidratt til kostnadene, mens frivillige driver prosjektet. Nigel "Sparky" Cunnington (til høyre) er i stand til å se på sporene etter oppdagede meteorer ved Radio Astronomy Center ved Sherwood Observatory, Storbritannia, hvor han er radioastronomikoordinator. (CC BY Phil Randall, med tilleggsinformasjon fra Brian Coleman)." title=”Klikk for å åpne bildet i popup” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/radio-astronomy-from-amateur-roots-to-worldwide-groups-physics-world -6.jpg"> To bilder: et radiofyr og en mann satt ved et skrivebord og så på flere dataskjermer

Borgervitenskap De UK Meteor Beacon er et samfunnsvitenskapelig prosjekt for å bygge et system for å studere meteorer og ionosfæren. Den består av et beacon nær Nottingham (til venstre) og fire mottakere over hele Storbritannia. I et samarbeid mellom amatørradio og radioastronomi har både Radio Society of Great Britain og British Astronomical Association bidratt til kostnadene, mens frivillige driver prosjektet. Nigel "Sparky" Cunnington (til høyre) er i stand til å se på sporene etter oppdagede meteorer ved Radio Astronomy Center ved Sherwood Observatory, Storbritannia, hvor han er radioastronomikoordinator. (CC BY Phil Randall, med tilleggsinformasjon fra Brian Coleman).

Historien ruver over SKA-hovedkvarteret ved Jodrell Bank-observatoriet, og sitter som den gjør i skyggen av det ikoniske Lovell-teleskopet. Denne 76 m parabolen var en gang den største styrbare radioparabolen i verden da den ble konstruert i 1957, og den fenomenale prestasjonen med konstruksjonen betyr at bare to teleskoper har overgått den siden (i Effelsberg, Tyskland, og Green Bank Telescope i West Virginia, USA).

Storskala radioteleskoparrayer, som SKA, er det avgjørende neste trinnet for å samle lys over større områder. Faktisk er SKA et interferometer, hvorav en del omfatter 130,000 XNUMX antenner i den vest-australske ørkenen, koblet sammen slik at innkommende radiobølger med lang bølgelengde "ser" et gigantisk oppsamlingsområde som omgår de mekaniske konstruksjonsbegrensningene til en fysisk rett.

En enestående rett er lett å antropomorfisere og elske; Jeg mistenker at en rekke med 130,000 118,456 antenner er mindre sannsynlig å indusere like mye kjærlighet og lojalitet. Kanskje man vil utvikle en forkjærlighet for antenne XNUMX, som alltid ser ut til å gå frekt offline på en tirsdag, men det vil være dataingeniøren som humrer. Astronomen vil sannsynligvis aldri vite.

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/radio-astronomy-from-amateur-roots-to-worldwide-groups-physics-world-7.jpg" data-caption="Fremtidens astronomi Kunstnerinntrykk av planlagte SKA-Low-stasjoner i Murchison, Western Australia. Denne gruppen vil omfatte 131,072 2 lavfrekvente antenner, hver 512 m høye, gruppert i 2024 stasjoner. Komponentene skal bygges over hele verden. (Copyright: DISR)” title=”Klikk for å åpne bildet i popup” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/04/7/radio-astronomy-from-amateur-roots-to-worldwide -groups-physics-world-XNUMX.jpg"> Stort ørkenområde med flere sirkulære grupper på hundrevis av små antenner

Fremtidens astronomi Kunstnerinntrykk av planlagte SKA-Low-stasjoner i Murchison, Western Australia. Denne gruppen vil omfatte 131,072 2 lavfrekvente antenner, hver 512 m høye, gruppert i XNUMX stasjoner. Komponentene skal bygges over hele verden. (Copyright: DISR)

Rogue radioastronom

Denne mangelen på konsolidert kunnskap er en grunn til bekymring for noen radioastronomer, som vet hvor viktig det er å forstå hvordan data samles inn. Jeg fant en slik astronom i fysikkavdelingen ved University of California, Berkeley, USA. Som direktør for sin Radioastronomilaboratorium, Aaron Parsons har gitt store bidrag innen mitt forskningsfelt av de første stjernene, og ledet et samarbeid mellom forskere i deres søken etter radiosignaler fra det tidlige universet. For meg var det å besøke laboratoriet hans en magisk opplevelse. Jeg sprang rundt, løftet metallplater og beundret forskjellige antenner mens jeg lyttet henrykt mens Parsons snakket om hvert stykke, som om han var en lidenskapelig kunstkurator.

Aaron Parsons er nå det jeg liker å tenke på som en useriøs radioastronom, som snur ryggen til utviklingen av feltet mot globalt samarbeid

Parsons uttrykker fritt sin bekymring – på grensen til kynisme – angående store samarbeid, på grunn av den naturlige splittelsen i ekspertise som effektivitet tilsier. Faktisk er han nå det jeg liker å tenke på som en useriøs radioastronom, som snur ryggen til utviklingen av feltet mot globalt samarbeid. Han tilbringer til og med ferien på camping alene eller sammen med sønnen i isolerte deler av USA, på jakt etter den perfekte kløften å henge sin nyeste, håndlagde antenne over.

Oppfinnsomheten i solosamarbeidet hans minner åpenlyst om Reber og Lovell. Parsons bygger sine egne instrumenter, alltid med tanke på hvordan han forventer at dataene vil se ut. Han forteller meg at han ville slite med å stole på andre forskeres analyse, med mindre de har bygget antennene selv. Man må kjenne instrumentet for å kjenne effekten på dataene, mer enn noen gang når det minste kosmologiske signalet kan vaskes ut ved å modellere en antenneeffekt feil.

Radiopionerer: 'amatørers' varige rolle i radioastronomi

Når vi nå går inn i en æra med enorm interferometri, risikerer vi å fjerne det tette ekteskapet mellom elektroteknikk og astronomi. Faktisk er kunnskapen som kreves for å vise ekspertise i et aspekt nå for stor for én person, eller til og med ett PhD-opplæringsprogram. Lykken til ethvert pågående forhold er avhengig av å tilbringe tid sammen og kommunisere åpent. Store observatorier som SKA vil bare trives med forskerne og ingeniørene som utveksler kunnskap og respekterer hverandres ekspertise og kjærlighet til håndverket deres. Den ene uten den andre er så godt som ingenting.

På noen måter er sanne radioastronomer en døende rase. De finnes hovedsakelig ved mindre teleskoper eller i amatørklubber; det er pottemaker for glede, ikke publisere eller gå til grunne. Jeg forstår hvorfor store samarbeid trenger en klar splittelse mellom ingeniører og astronomer, men begge sider trenger å lære litt av den andres språk slik at det essensielle ekteskapet mellom sinnene ikke vakler. Din lokale amatørastronomiklubb kan meget vel være det beste stedet å gjøre nettopp det.