• Тред великой истории «радиотелескоп VS. микроволновка», донесённой в свое время до широкой публики в формулировках типа «астрономы 17 лет принимали помехи микроволновки за сигналы из космоса».
◦ Публика, естественно, была умилена тупостью ученых, благодаря чему история поныне соперничает по популярности с тонко чувствующим мёртвым лососем в томографе. На самом деле, как обычно, а) журналисты пиздят прямо в заголовке, б) всё сложно.
◦ Главный герой истории — 64-метровый <s>компакт-параболик</s> радиотелескоп Parkes, австралиец. Слушает небо тринадцатью детекторами радиоизлучения, расположенными в форме шестиконечной звезды. (Not a coincidence, I guess).
◦ Как и положено передовому научному оборудованию, работает на пределе чувствительности. Настолько, что при оцифровке сигнала применялся 1-битный динамический диапазон. В каждую миллисекунду в каждом из 96 каналов каждого из 13 детекторов сигнал есть, либо нет, к черту подробности.
◦ Как легко получить простым перемножением, телескоп генерировал около мегабита raw data в секунду; типичная поисковая сессия в рамках конкретного проекта при этом могла состоять из пары сотен прицеливаний в разные участки неба по паре часов каждая.
◦ Получались, конечно, не петабайты, как у некоторых современных приборов (да, @CERN и @ehtelescope, на вас смотрю), но вполне солидные архивы. Особенно для начала двухтысячных годов.
◦ Из-за работы на пределе чувствительности эти raw data — не «чёрный фон» с яркими сигналами, а белый шум. Телескоп даже самыми крохотными боковыми лепестками диаграммы направленности, естественно, слышит не только все микроволновки в округе, но и чёрт знает что ещё.
◦ Фильтрация сигналов — первое, что приходится освоить при эксплуатации таких штук.
«А, это вы не отфильтровали микроволновку?» — первое, что приходится слышать по результатам.
◦ Первый принцип фильтрации очевиден — поскольку ожидается сигнал от удаленного точечного источника на небе, то фокусироваться и наблюдаться в полную силу он должен только на одном из тринадцати детекторов. Пришедшая со стороны помеха скорее всего засветит их примерно одинаково.
◦ От какого-нибудь самолёта на эшелоне или неведомого разряда в ионосфере это может не спасти. Есть второй подход, позволяющий не только отделить «настоящие космические» сигналы, но и прикинуть расстояние до источника. У сигнала должна запаздывать низкочастотная составляющая.
◦ Межзвёздное пространство не совсем пусто, технически это ультраразреженная плазма, у которой есть показатель преломления, а у него есть зависимость от длины волны. На дистанции в 100000 световых лет излучение на 1.3 ГГц отстанет от излучения на 1.7 ГГц. На пару сотен миллисекунд.
◦ Величина запаздывания даёт не само расстояние до источника, а некую суммарную концентрацию электронов на луче зрения. Называется этот параметр dispersion measure (DM) и по принятому соглашению измеряется в потрясающей размерности — парсеки в кубическом сантиметре.
ПАРСЕКИ В СМ³
◦ История началась в 2007 году, когда к архивным данным был применен новый алгоритм фильтрации и поиска значимых сигналов, и был обнаружен первый экземпляр того, что сейчас называется fast radio burst — зарегистрированный 24 июля 2001 года FRB 010724.
◦ Явление было странным. Величина частотного «размазывания» по времени указывала, что источник находится чёрт знает где, но всяко не в нашей Галактике, продолжительность сигнала — на компактность источника, а учёт того и другого давал чудовищную энергию, сопоставимую со Сверхновой.
◦ Теоретики, естественно, тут же радостно набежали и предложили пучок объяснений, начиная таки от сверхновых, продолжая сливающимися нейтронными звездами, догоняясь испаряющимися черными дырами и полируя дырами белыми (sic!), но как-то всё было не то и не так.
◦ Сигнал был довольно сильным, превосходящим порог чувствительности на два порядка — и при этом был ровно один. Если источники распределены в пространстве равномерно и вспышки случаются регулярно — совершенно непонятно, где же ещё множество более слабых. Начали искать.
◦ Были подняты архивы начиная с 1998 года (отсюда, собственно, в 2015 году у журналистов и взялось «семнадцать лет»; с таким подходом можно написать «особенности строения таза тиранозавров озадачивают ученых семьдесят миллионов лет»).
◦ В 2010 году появилась статья, с желчным прискорбием сообщавшая, что ни одного FRB больше не обнаружилось, зато нашлось шестнадцать единиц какой-то неведомой хуйни, совершенно точно имеющей земное происхождение — но при этом имеющей то же самое частотное размазывание по времени!
◦ НЁХ засвечивала все 13 детекторов сразу. Проявлялась исключительно в будние дни и рабочие часы. И при этом её тембр категорично указывал на то, что она одной крови с FRB и преодолела межгалактические бездны.
Ну, скажем, так, почти категорично. Same-same but different.
◦ Повисло неловкое молчание. С одной стороны, не возникало идей, что же это такое может быть на Земле — частота сигнала перекрывала запрещенную полосу, так что это не могло быть намеренной передачей или основным режимом работы чего-либо, известные атмосферные явления не подходили.
◦ Редкость регистрации затрудняла поиск источника. Шестнадцать событий за пять лет, из них 11 — одной пачкой с интервалами по двадцать две секунды.
ДВАДЦАТЬ ДВЕ.
Что за прибор может работать по 22-секундному циклу?
◦ С другой — на таком фоне было крайне сложно всерьез относиться к FRB 010724, несмотря на его принципиально отличные характеристики.
◦ Неведомая хуйня получила название «перитон», по этому поводу в статье дан комментарий:
«The name is chosen from mythology to be unassociated with an exact physical phenomenon, due to the ambiguous origin of the detections; Perytons are winged elk that cast the shadow of a man».
◦ (Всё в целом так, только мифология, из которой происходит крылатый олень с человеческой тенью, называется «Книга вымышленных существ» Борхеса).
◦ Прошло пять лет. Был найден ещё один FRB в архивах и ещё девять свежих. А также ещё несколько десятков перитонов.
Подозрение, что на самом деле это нихуя не две отдельные сущности, не утихало; единственный FRB, зарегистрированный не на Parkes, а на Аресибо, ситуацию не спасал.
◦ Великая Охота на Микроволновку состоялась в начале 2015 года.
Надеюсь, кто-нибудь из непосредственных участников тех событий однажды напишет мемуары и расскажет, что скрывалось за сухим текстом научной статьи.
◦ Я глубоко восхищаюсь тем, какую силу духа, железные яйца и кипящую паранойю надо было иметь, чтобы вертеть 64-метровый телескоп в разные стороны и раз за разом пробовать, не получится ли какой-то из микроволновок в радиусе пяти километров испустить «внегалактический» сигнал.
◦ Финал известен — оказалось, что перитон с вероятностью ~50% регистрируется, если при некоем положении телескопа открыть дверцу работающей микроволновки. Что именно происходит, и почему испускается такой долгий, имеющий «внегалактический» дрейф частоты сигнал — осталось загадкой.
◦ Магнетрон всё-таки скорее изделие инженерного искусства, чем исчерпывающе описанный наукой прибор. Типа флейты или скрипки. Есть накачка энергии, есть резонансы, есть излучение. Поёт как надо. А что там за сильно нелинейный процесс при выключении происходит, непонятно.
◦ …и да, двадцать две секунды — это таки оказался цикл работы магнетрона при мощности микроволновки менее 100%. Описанный в её инструкции и подтвержденный прямыми измерениями. Двадцать две секунды.
Возможно, это были десять имперских секунд.
◦ …но это был ещё не финал. Той же весной 2015, буквально через десять дней, другая группа решила сыграть на добивание и опубликовала статью, в которой показала, что:
◦ а) одиннадцать известных FRB с хорошей точностью расположены на расстояниях, кратных некоторой константе (что, естественно, пиздец, достойный гипотезы «мы все в Матрице»);
б) всё это время имели ярко выраженную тенденцию регистрироваться в конце целой секунды по UTC (аналогично)
◦ (Опять-таки восхищаюсь силой духа всех тех, кто после этого не разбежался с матерными воплями из этой темы в частности и из науки вообще)
◦ (Но, право, если спешить ставить точки на график, то в первом десятке можно еще и не такое увидеть. Не надо эксперимент в онгоинге анализировать и особенно визуализировать. Эмоций много, модуль поиска паттернов перегревается, а толку чуть).
◦ Наши дни. Наловлено более пяти сотен FRB. Дискретность расстояний и времён не подтвердилась, по всему выходит, что радиовспышки настоящие. Что это такое — всё ещё непонятно, все гипотезы, связывающие их с известными объектами, плохо стыкуются с оценками численности этих объектов.
◦ В общем, всё это время скорее не микроволновку принимали за космический источник, а наоборот. Сейчас внегалактическая природа FRB считается не вызывающей сомнений.
Но я уверен, что всем работающим по этой теме периодически является в кошмарах крылатый олень с человеческой тенью.