Австралійські астрономи виявили несподіване явище під час аналізу даних радіотелескопа Murchison Widefield Array, що у Західної Австралії. Телескоп, що складається з 4096 антен, призначених для виявлення радіосигналів віком понад 13 мільярдів років, зафіксував щось набагато ближче – телевізійну трансляцію. Це відкриття спантеличило вчених, оскільки телескоп знаходиться у спеціально відведеній «радіотихою» зоні, де австралійський уряд суворо регулює рівень сигналів від усього радіокомунікаційного обладнання, включаючи телевізійні передавачі, Bluetooth пристрої, мобільні телефони та інші джерела, щоб мінімізувати перешкоди для телескопів у цьому районі. Ще дивовижніше було те, що телевізійний сигнал, здавалося, переміщався.
Джонатан Побер, фізик з Університету Брауна та керівник дослідницької групи проекту Murchison Widefield Array у США, розповів: «Нас осінило. Ми припустили, що сигнал відбивається від літака. Ми спостерігали ці сигнали майже п’ять років, і кілька людей припускали, що це літаки, які відображають телевізійні трансляції. Ми зрозуміли, що нарешті можемо підтвердити цю теорію».
Для перевірки гіпотези Побер залучив аспіранта Брауна Джейд Дюшарм щодо астрономічного розслідування. Результати не лише підтвердили гіпотезу про літаки, а й надали астрономам новий метод ідентифікації та фільтрації небажаних радіочастот. Це завдання стає все більш важливим у міру того, як небо стає «шумнішим» через розгортання все більшої кількості супутників.
Побер зазначив: «Астрономія стикається з екзистенційною кризою. Зростає стурбованість, і навіть з’являються повідомлення про те, що астрономи невдовзі можуть виявитися не в змозі проводити високоякісні радіоспостереження через перешкоди супутникових угруповань. Це особливо складно для таких телескопів як Murchison Widefield Array, який спостерігає все небо одночасно. Немає можливості спрямувати наші телескопи у бік від супутників».
Традиційно, коли даних радіотелескопа виявляються небажані радіочастотні перешкоди (RFI), ці дані відкидаються як забруднені. Це тому, що такі сигнали непередбачувані, і без чіткої моделі їх походження практично неможливо відняти їх із даних, пояснила Дюшарм. «У результаті викидаються величезні обсяги даних, щоб жодна частина спостереження не була забруднена», — додала вона. Для Дюшарм і Побера нове дослідження було спрямовано створення основи вирішення цієї масштабної проблеми шляхом розробки нового методу відстеження RFI від довколишніх об’єктів. Для цього вчені об’єднали дві існуючі методики стеження, що використовуються у цій галузі.
Перша корекція ближнього поля налаштовує телескоп на фокусування на об’єктах, що знаходяться ближче до Землі, які зазвичай викликають перешкоди. Телескопи призначені для спостереження за глибоким космосом, але корекція ближнього поля дозволяє їм точніше відстежувати довколишні об’єкти. Друга техніка, формування променя, покращує фокусування на об’єкті, створюючи точніший «промінь», який визначає, звідки виходять перешкоди – в даному випадку, відбиваючись від літака.
Об’єднавши два методи, дослідники відстежили літак і проаналізували, як відбиті радіохвилі згиналися від поверхні. Це дозволило розрахувати, що літак летів на висоті близько 11,7 км зі швидкістю приблизно 792 км/год. Вони також виявили, що сигнал RFI, що відбився від літака, прийшов із частотного діапазону, пов’язаного з цифровим австралійським телеканалом 7. Команда не змогла ідентифікувати конкретний рейс через неповні загальнодоступні журнали польотів, але Побер зазначив, що успішне поєднання двох методів відкриває нові можливості для радіоастрономії.
Наступні кроки в проекті включають спробу видалення сигналів RFI з даних, щоб вони залишалися корисними для команди MWA. Потім вчені сподіваються удосконалити метод та розширити його для фільтрації перешкод від супутників та інших космічних об’єктів. Однак дослідники зазначають, що хоча метод добре працював для відстеження літаків, його застосування до інших джерел перешкод, таких як супутники, буде складнішим.
Дослідження також наголошує, наскільки швидко зростає проблема RFI. За даними Управління ООН з питань космічного простору, станом на червень 2023 року на орбіті Землі було 11 330 супутників, що майже на 40% більше, ніж у січні 2022 року. Очікується, що цей «супутниковий бум» лише розширюватиметься у найближчі десятиліття, створюючи серйозну проблему для здатності радіоастрономії вивчати такі явища, як чорні дірки, формування галактик та походження Всесвіту. З 2019 року Національна радіоастрономічна обсерваторія Національного наукового фонду США та SpaceX працюють над розробкою систем обміну даними у реальному часі, щоби спробувати мінімізувати перешкоди від супутників для спостережень телескопів. Тим не менш, дебати про те, чи буде достатньо будь-яких дій, продовжуються, оскільки світ дедалі більше наповнюється штучними сигналами. Деякі, як Побер, запитують, чи не є кращим виходом уникнути шуму, вийшовши за його межі – і поставити радіотелескопи в таких місцях, як Місяць. Джерела:Publications Of The Astronomical Society Of Australia