что такое радио вспышка
Это победа: тайна загадочных космических радиовспышек раскрыта окончательно
Учёные окончательно определили источник таинственных радиовспышек.
Иллюстрация Global Look Press.
Нейтронные звёзды со сверхсильным магнитным полем оказались источником таинственных радиовсплесков.
Иллюстрация NASA’s Goddard Space Flight Center.
Астрономам давно не давала покоя тайна рождения быстрых радиовсплесков – коротких и ярких вспышек радиоизлучения, появляющихся где-то в космосе и имеющих неясную природу. Теперь учёные окончательно разобрались с их источником. Особенно приятно, что важный вклад в это внесли российские специалисты.
Достижение описано в двух научных статьях, опубликованной в журнале Nature Astronomy. Первая из них написана российскими учёными при участии одного исследователя из США. Вторая принадлежит перу китайских астрономов.
Быстрые радиовсплески (fast radio bursts, или FRB) – это короткие (длительностью несколько миллисекунд) и яркие вспышки радиоизлучения. Их впервые обнаружили в 2007 году и с тех пор наблюдали около сотни раз. Но природа этих вспышек оставалась загадкой, хотя гипотез было множество.
Ещё в 2007 году Константин Постнов и Сергей Попов из Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга МГУ имени М. В. Ломоносова выдвинули интересную гипотезу. Они предположили, что источником FRB являются магнетары. Это нейтронные звёзды с колоссальным магнитным полем: 10 13 –10 14 гауссов. Для сравнения: магнитное поле Земли имеет магнитную индукцию менее одного гаусса.
К слову, магнетары – редкие птицы: во всей огромной Галактике их известно всего около тридцати.
18 апреля 2020 года радиотелескопы впервые зафиксировали FRB, родившийся в Млечном Пути (FRB 200428, как его обозначили). Астрономы определили небесное тело, испустившее этот радиоимпульс, и им действительно оказался магнетар SGR 1935+2154. Это стало вехой в истории изучения быстрых радиовсплесков. Один из самых авторитетных в мире научных журналов – Science – включил это открытие в список важнейших научных прорывов 2020 года.
Однако у дотошных учёных всё ещё оставались некоторые сомнения в том, что источник радиоимпульса определён верно. Теперь же они отпали. Всё благодаря наблюдениям магнетара SGR 1935+2154 в рентгеновских и гамма-лучах.
Как раз в апреле 2020 года это небесное тело демонстрировало особенно бурную активность. Рентгеновские и гамма-вспышки следовали одна за другой. Очередное такое событие произошло 28 апреля одновременно с быстрым радиовсплеском FRB 200428. При этом картина рентгеновского импульса точно повторяла радиовсплеск: два миллисекундных пика, разделённых интервалом 30 миллисекунд. В том, что источником рентгеновской вспышки был именно SGR 1935+2154, нет никаких сомнений: координаты были определены даже точнее, чем в радиодиапазоне.
Две одновременные и совершенно одинаковые вспышки в радиоволнах, рентгеновских и гамма-лучах не могут быть совпадением. Несомненно, они порождены одним и тем же событием на магнетаре SGR 1935+2154.
Отметим, что FRB 200428 стал первым быстрым радиовсплеском, который был зафиксирован в каком-либо ещё диапазоне, кроме радиоволн.
Наблюдения в рентгеновских и гамма-лучах были выполнены сразу несколькими орбитальными телескопами. Это российский инструмент «Конус» на борту американской обсерватории Wind, а также телескопы Integral (Европейское космическое агентство), Agile (Италия) и Insight-HXMT (Китай).
К слову, вспышка, сопровождавшая радиовсплеск FRB 200428, была совсем не похожа на обычные рентгеновские вспышки магнетара. Видимо, для того чтобы родился быстрый радиовсплеск, нужно, чтобы с нейтронной звездой произошло нечто особенное. Это объясняет, почему подобные события так долго не фиксировались в нашей галактике.
«Одновременная регистрация от галактического магнетара всплеска, вполне аналогичного быстрому радиовсплеску FRB, в радио- и рентгеновском/гамма-диапазонах спектра является сильнейшим аргументом в пользу магнетарной гипотезы [происхождения быстрых радиовсплесков], а также позволяет говорить, что по крайней мере существенная доля быстрых радиовсплесков порождается мощными вспышками внегалактических магнетаров», – резюмирует соавтор научной статьи Сергей Попов.
Поясним, что астрономы называют галактическими объекты, находящиеся в Галактике (то есть в Млечном Пути), а внегалактическими – лежащие вне её.
Обратим внимание на осторожность учёного: он говорит не «все быстрые радиовсплески» а «по крайней мере существенная доля быстрых радиовсплесков». Астрономы давно знают, что явления, очень похожие с точки зрения наблюдателя, иногда имеют очень разную природу. Так что нельзя исключить, что магнетары порождают только часть FRB, а остальные вспышки генерируются чем-то иным.
Между прочим, у въедливых экспертов остаётся ещё один повод для сомнений: общая энергия, выделившаяся при радиовсплеске FRB 200428, в десять раз меньше, чем у радиовсплесков, наблюдаемых в других галактиках. Однако у учёных есть гипотеза, изящно объясняющая этот факт. Они предполагают, что радиовсплески бывают самой разной мощности. Слабые всплески происходят чаще, но на межгалактических расстояниях видны, естественно, только самые сильные. Так что нет ничего удивительного в том, что первый FRB, обнаруженный в Млечном Пути, был слабым (они чаще случаются), а в других галактиках наблюдаются только сильные (остальных мы просто не видим с такой дистанции).
«Теперь теоретикам предстоит понять, каков же механизм возникновения FRB в деталях. А наблюдатели продолжают наблюдать в надежде найти новые ключи, чтобы лучше разобраться в тайне быстрых радиовсплесков», – отмечает Попов.
К слову, ранее Вести.Ru рассказывали о том, как более 70 FRB обнаружил искусственный интеллект.
Ученые нашли намеки на искусственность загадочных быстрых радиовспышек
МОСКВА, 1 апр – РИА Новости. Американские астрономы раскрыли одинаковую и пока необъяснимую природными причинами периодичность в структуре крайне мощных и крайне коротких вспышек радиоизлучения, впервые обнаруженных в 2007 году, которые могут оказаться сигналами внеземных цивилизаций, сообщает New Scientist.
Впервые о существовании таинственных вспышек радио-излучения (fast radio-burst, FRB) астрономы заговорили в 2007 году, когда они были случайно открыты во время наблюдений за радио-пульсарами при помощи телескопов Аресибо (Пуэрто-Рико) и Паркс (Австралия).
В последующие годы ученым удалось найти следы еще девяти подобных всплесков в данных, которые были собраны самыми разными обсерваториями мира, однако все из них были обнаружены уже после того, как вспышка завершилась. Еще одна подобная вспышка была найдена учеными напрямую в конце прошлого года, благодаря новому методу наблюдения за ночным небом.
Михаэль Хиппке (Michael Hippke) из Института анализа данных в Нойкирхене (Германия) и его коллеги анализировали данные по всем 11 случаям FRB, пытаясь найти их источник и возможный механизм их формирования.
Для этого астрофизики попытались вычислить расстояние до источника каждой вспышки, используя трюк, известный всем астрономам, изучающим пульсары и другие источники периодического радиоизлучения.
Дело в том, что пучки радиоволн, испускаемые далекими объектами в космосе одновременно на разных частотах, доходят до Земли в немного разные периоды времени. Это происходит по той причине, что ионы межзвездной среды заметно сильнее «тормозят» излучение с короткой длиной волны, из-за чего длинноволновое излучение будет достигать телескопов на доли мгновения быстрее.
Астрономы научились использовать этот феномен для вычисления расстояния до источника излучения, замеряя разницу во времени появления вспышки в коротковолновом и длинноволновом диапазонах.
Используя этот трюк, Хиппке и его коллеги заметили, что промежутки времени, отделявшие начало и конец каждой FRB-вспышки, были строго кратными числу 187,5. Как объясняют астрофизики, это означает, что пять источников этих всплесков находились друг за другом на строго отмеренном расстоянии далеко за пределами Галактики, что крайне маловероятно — шансы на это не превышают пяти на 10 тысяч (0,05%).
По этой причине авторы статьи осторожно предполагают, что их источники находятся в пределах Млечного Пути, на относительно небольшом расстоянии от Земли, излучая и длинные, и короткие волны со строго отмеренной задержкой между ними. Подобный характер, как заключают исследователи в своей статье, позволяет задумываться о том, что эти вспышки являются сигналами внеземных цивилизаций, которые пытаются привлечь необычностью и сложным характером этих импульсов внимание братьев по разуму.
Как признают сами астрофизики, десять FRB-вспышек явно недостаточно для того, чтобы с уверенностью говорить об искусственной природе таких радиовсплесков. Любое следующее открытие, не укладывающееся в «правило 187,5», может обнулить это предположение. По этой причине Хиппке и его коллеги с нетерпением ожидают новых обнаружений этих загадочных вспышек.
Иного мнения придерживается один из первооткрывателей последней FRB-вспышки, Дэниэль Малесани из университета Копенгагена (Дания). Он полагает, что сверхбыстрые радиовспышки могут быть связаны со сверхкомпактными объектами, такими как нейтронные звезды или черные дыры, или же они могут быть связаны со столкновениями звезд и «звездотрясениями».
Аналогичные мысли высказали и другие первооткрыватели подобных радиовсплесков, указавшие на огромное количество энергии, необходимое для создания FRB-вспышки. С другой стороны, они признают, что у этих всплесков есть масса других необычных черт, достойных изучения и пристального внимания.
Раскрыта природа быстрых радиовспышек
Используя совместно два самых больших в мире радиотелескопа, астрономы открыли, что обычный звездный ветер, дующий из двойной звездной системы, не может являться причиной загадочной периодичности некоторых быстрых радиовспышек. Эти вспышки могут исходить со стороны одиночной нейтронной звезды с очень мощным магнитным полем. Эти радионаблюдения также показывают, что быстрые радиовспышки, которые связаны с одними из самых высокоэнергетических событий во Вселенной, наблюдаются с Земли напрямую, а не сквозь толщу галактического материала, как ученые предполагали ранее. Такая прозрачность среды, лежащей на линии наблюдения быстрых радиовспышек, дополнительно повышает значение этих событий для космологических исследований.
Это открытие стало возможным, благодаря совместному использованию двух наземных радиообсерваторий, LOFAR и Westerbork, что позволило вести наблюдения параллельно в двух «радиоцветах». «Радиоцветом», по аналогии с цветом оптического излучения, обусловленным длиной волны, радиоастрономы называют определенные длины волн радиоспектра. Продолжая данную аналогию, можно сказать, что чем больше длина волны, тем более «красным» является радиоцвет, а чем волна короче, тем более выраженным является смещение радиоцвета в «голубую» часть радиоспектра.
Быстрые радиовспышки подразделяются на два основных класса –одиночные и повторяющиеся. Поскольку повторяющиеся вспышки демонстрируют устойчивую периодичность, была предложена гипотеза, согласно которой эти вспышки происходят в двойной звездной системе. Однако в таком случае мощные звездные ветра со стороны одной из компонент двойной системы должны полностью блокировать более «красные» радиоволны, выпуская лишь «голубые» волны радиодиапазона, предсказывает теория.
Для проверки этой модели группа под руководством Инес Пастор-Марасуэлы (Inés Pastor-Marazuela) из Амстердамского университета, Нидерланды, провела наблюдения повторяющейся радиовспышки FRB 20180916B в двух разных «радиоцветах», голубом (21 сантиметр, обсерватория Westerbork) и красном (3 метра, массив LOFAR). Проведенные наблюдения показали, что после двух суток «голубых» быстрых радиовспышек последовали трое суток «красных» быстрых радиовспышек, в то время как существующая модель быстрой радиовспышки, формируемой в двойной системе, не предполагает вовсе наличия «красных» радиовспышек, доступных наблюдениям, или по крайней мере предполагает, что продолжительность «голубых» радиовспышек должна значительно превосходить продолжительность «красных» радиовспышек – в то время как наблюдения Пастор-Марасуэлы показали обратное. Этот факт также свидетельствует о том, что источник радиовспышек открыт для прямых наблюдений, поскольку в случае, если бы между нами и вспышкой присутствовали облака электронов, как считалось ранее, то эти облака интенсивно поглощали бы «красное» радиоизлучение, чего в действительности не наблюдалось, отметили авторы.
Исследование опубликовано в журнале Nature.
Исследователи космоса
10.2K постов 39.1K подписчика
Правила сообщества
Какие тут могут быть правила, кроме правил установленных самим пикабу 🙂
Учёными Академгородка раскрыта тайна сигналов внеземных цивилизаций:
— начало шестого сигнала соответствует 12 часам Московского времени
И что все это значит? Кто-то шлет нам сигнал?
Зачем астроному грабли или как я заболел небом
Это случилось в одно прекрасное воскресенье, звучит довольно банально, но это так. До этого тоже были попытки, но осознанный шаг произошел именно тогда, в детском магазине игрушек. Я увидел телескоп, нахлынули воспоминания: мы с Папой на даче, летней ночью лежим на крыше бани и смотрим на звёздное небо. А еще спортивный лагерь: выбежав ночью по малой нужде и случайно подняв взгляд на небо, застыл от изумления. Ни истинная цель моей ночной «прогулки», ни даже голодные комары, не в силах были заставить десятилетнего подростка отвести глаза от прекрасного августовского неба и летящего между скоплениями звезд спутника.
Естественно, телескоп я приобрел! Ну и как многие уже догадались, разочаровался в инструменте очень быстро – игрушка она и в Африке игрушка. Пластиковые линзы, хлипкий штатив. Наблюдать можно, но только, не то, что хочешь.
В последующую неделю, избороздив множество специализированных форумов и сайтов, открыл для себя неизведанный мир, который я не заслуженно обделял вниманием. И конечно же встал на первые “грабли” начинающего любителя астрономии – пошел покупать телескоп с ворохом информации, не определившегося, чего же он хочет. Напоминает жонглера, который орудует различными предметами и одновременно балансирует на паре стульев, пытаясь при этом прыгать на скакалке, держа еe в зубах. Представили? Мне хотелось всего и сразу: и наблюдения, и астрофотографию, и планеты, и объекты глубокого космоса, и все вот это сразу здесь и сейчас, немедленно. Пожалуйста никогда так не поступайте. Лучше сделать небольшую паузу, дайте чувствам успокоиться, перенесите поход в магазин на день. А еще лучше на неделю!
Да каким я был наивным! Вспоминая себя в прошлом, понимаешь: Большое путешествие начинается с первого шага, и ты его сделал, а странствия и открытия продолжаются по сию пору!
Чистого неба и удачных наблюдений!
TOLIMAN будет оснащен так называемой линзой с дифракционным зрачком, которая рассеивает звездный свет в виде цветочного узора. Этот уникальный объектив облегчит астрономам использование системы наведения для обнаружения крошечных нарушений в движении звезд, которые обычно вызваны гравитационным влиянием вращающихся планет, согласно заявлению Breakthrough Initiatives, которое поддерживает миссию.
Телескоп будет видеть звездную систему примерно так
Известно, что у красного карлика Проксима Центавра есть по крайней мере две экзопланеты, одна из которых очень похожа на Землю.
Но до сих пор эта интересная звездная система не подвергалась детальному научному исследованию, несмотря на то, что планеты вокруг этих звезд могут представлять собой наиболее удобное место для жизни человечества за пределами нашей солнечной системы.
Хотя на данный момент миссия к Альфе Центавра остается в сфере научной фантастики, телескоп TOLIMAN будет пытаться ответить на некоторые из наиболее фундаментальных и актуальных вопросов об ее планетах. Самое главное, ученые надеются использовать новый телескоп, чтобы исследовать, действительно ли в этих далеких мирах может быть жизнь или, возможно, созданы подходящие условия для ее выживания.
Так будет выглядеть телескоп TOLIMAN
«Если мы рассмотрим несколько дюжин ближайших звезд, мы ожидаем, что горстка каменистых планет, таких как Земля, вращается на нужном расстоянии для существования жидкой поверхностной воды».
Профессор Питер Тутхилл из Сиднейского института астрономии, который руководит разработкой миссии, добавил, что TOLIMAN даст ответы на вопросы о природе этих интригующих миров.
Согласно заявлению, команда, в которую также входят специалисты австралийской космической компании Sabre Astronautics, начала работу над миссией в апреле этого года.
Миссия получила 788000 долларов (576000 долларов) от правительства Австралии и, как ожидается, будет готова к использованию в науке в середине 2020-х годов.
Рассеянное скопление M 37
Рассеянное скопление M 37 (Объект Мессье 37 или NGC 2099) — рассеянное звёздное скопление в созвездии Возничего.
В скоплении наблюдаются 19 белых карликов, из них 11 находятся в диапазоне масс от 0,75 до 0,95 масс Солнца[2]. Один из белых карликов этого скопления имеет очень большую массу для данного типа объектов: 1,28 масс Солнца.
Оценка количества звёзд Главной последовательности NGC 2099 даёт количество 1599 звёзд. Доля красных звёзд в NGC 2099 больше, чем в NGC 6866.
В скоплении обнаружено 24 переменные звезды. Из них 9 являются переменными звёздами типа Дельты Щита (но, скорее всего, только 2 из них принадлежат М 37), 7 — затменными двойными, 1 — пекулярной переменной.
M 37 — самое яркое из трёх знаменитых рассеянных скоплений Возничего. Как и все созвездие, оно может наблюдаться с осени по весну. В искатель телескопа или полевой бинокль скопление нетрудно найти примерно в 5 градусах южнее θ Возничего (точнее, υ Aur). В телескоп средней апертуры (150—200 мм) скопление разрешается примерно на сотню бело-желтых неярких звезд, которые как рассыпанная манная крупа заполняют поле зрения окуляра. В центре скопления выделяется яркостью и цветом оранжевая двойная звезда.
Сложение 500 кадров
Астрофизическая обсерватории «Спектр-М» («Миллиметрон»). В погоне за «кротовыми норами»
На конец десятилетия запланирован запуск астрофизической обсерватории «Спектр-М» («Миллиметрон») – четвертого и последнего космического аппарата из серии «Спектр». Находясь в полутора миллионах километров от Земли и прячась в ее тени, этот мощнейший телескоп пронизывающим взглядом будет наблюдать и изучать самые таинственные явления во вселенной. Особый интерес вызывает поиск «кротовых нор» – своеобразных порталов между галактиками, существование которых пока рассматривается только в теории.
Космическая обсерватория «Миллиметрон» в каком-то смысле является продолжателем традиций «Спектра-Р» – первого аппарата серии для исследования Вселенной, запущенного на орбиту в 2011 г. и прослужившего семь с половиной лет. И это закономерно, учитывая, что разработчиком обоих проектов является одна организация – Астрокосмический центр (АКЦ) Физического института имени П. Н. Лебедева РАН (ФИАН). Аппараты роднит диаметр параболической антенны-зеркала, составляющий ни много ни мало десять метров. Однако «Миллиметрон», в отличие от предшественника, будет работать в двух режимах – одиночном и режиме интерферометра – в кооперации с наземными телескопами.
Было запланировано создать четыре обсерватории серии «Спектр» для изучения астрономических объектов в различных диапазонах электромагнитных волн. Первый аппарат – «Спектр-Р» – стартовал в 2011 г. и наблюдал небесные тела в радиодиапазоне. Отправленная на орбиту летом 2019 г. обсерватория «Спектр-РГ» нацелена на построение полной карты Вселенной в рентгеновском диапазоне и сейчас активно работает.
В середине десятилетия эстафету подхватит разрабатываемый аппарат «Спектр-УФ», который будет собирать информацию о далеких объектах в ультрафиолете. Завершит масштабный проект обсерватория «Спектр-М», чьей задачей станет исследование Вселенной в миллиметровом и инфракрасном диапазонах.
На каждом этапе инструмент обеспечит непревзойденную зоркость. Высочайшая чувствительность во время «сольной» работы будет достигнута благодаря глубокому охлаждению, которое защитит бортовую аппаратуру от «теплового шума». А режим интерферометра предполагает, что вместе с наземными радиотелескопами «Миллиметрон» сможет образовать систему, работающую как одно огромное чуткое электронное око. Эта связка даст возможность получить гигантское угловое разрешение (3.7.10-8 угловых секунд), позволяющее разглядеть даже самые удаленные объекты с невероятно малым угловым размером.
Что касается диапазона исследований, то у «Миллиметрона» он будет беспрецедентно широким – с длиной волны от 70 мкм (тепловое излучение средней длины) до 10 мм (миллиметровые волны), в то время как предшественник вел наблюдения в чистом радиодиапазоне.
В числе отличий и координаты точки назначения: «Спектр-Р» вглядывался в бесконечность, вращаясь вокруг Земли по эллиптической орбите, а «Миллиметрон» для выполнения своей миссии направится в точку Лагранжа L2, находящуюся на прямой линии между Солнцем и нашей планетой на расстоянии 1.5 миллиона километров от Земли в направлении Солнце–Земля. Орбита в окрестности точки L2 была выбрана главным образом для обеспечения охлаждения до сверхнизких температур.
Главное зеркало «Миллиметрона», где отразятся ответы на загадки Вселенной, отправится в космическое путешествие аккуратно сложенным и раскроется как огромный космический цветок сразу по выведении на орбиту. После этого его полет к точке L2 составит еще три месяца. Это время будет использовано для начального охлаждения конструкции.
У обсерватории-цветка будет 24 трансформируемых лепестка и центральное стационарное зеркало диаметром три метра. На каждом лепестке будет установлено по три панели из высокомодульного углепластика с алюминиевым радиоотражающим покрытием. Кинематика раскрытия зеркала будет такой же, как и у обсерватории «Спектр-Р», но устройство раскрытия модернизировано для достижения более высокой точности этого процесса.
«Раскрытие каждого лепестка происходит вокруг своей индивидуальной оси, сориентированной в пространстве таким образом, чтобы избежать взаимного пересечения между соседними лепестками, – объясняет и.о. главного конструктора проекта Евгений Голубев. – При этом вращение всех лепестков синхронизировано между собой специальным механизмом». Лепестки космического цветка будут зафиксированы по краям специальными защелками. «Цветущий» в холодном космосе, «Миллиметрон» с легкостью будет собирать излучение благодаря большому диаметру и высокоточной поверхности.
По словам руководителя АКЦ ФИАН, научного руководителя проекта Сергея Лихачева, готовящаяся миссия – «это уровень космического телескопа имени Джеймса Уэбба или даже выше». Хотя российский и американский аппараты рассчитаны на работу в разных диапазонах электромагнитного излучения («Джеймс Уэбб» будет работать в видимом и среднем инфракрасном cпектре, а «Миллиметрон» – в субмиллиметровом и миллиметровом диапазонах), отечественный телескоп будет иметь несомненное преимущество: он позволит изучать объекты, закрытые межзвездной пылью.
В диапазоне, на работу с которым настроен «Джеймс Уэбб», они просто не видны, а «Миллиметрон» сможет достаточно хорошо наблюдать Вселенную и сквозь «завесу» пыли, объяснила ученый секретарь АКЦ ФИАН Татьяна Ларченкова.
Например, активное звездообразование – загадочный и при этом очень «пыльный» процесс. С помощью «Спектра-М» ученые надеются узнать, как именно рождаются звезды и как развивается этот процесс. В отличие от зарубежного коллеги, «Миллиметрон» сможет также проводить быстрые обзоры небольших секторов неба.
Если продолжить сравнение с аппаратом «Спектр-Р», то ученые гораздо шире рассматривают потенциал «Миллиметрона» и в рамках второго этапа, когда он будет действовать как единое целое с наземными телескопами. Дело в том, что «Спектр-Р» работал на гораздо большей длине волны, что было не очень удобно для изучения черных дыр из-за межзвездного рассеивания излучения. При уменьшении длины волны сильно снижается и эффект рассеивания, поэтому «Миллиметрон» сможет рассмотреть весьма далекие области, куда взгляд «Спектра-Р» никогда бы не проник.
По словам Татьяны Ларченковой, на сегодняшний день наиболее перспективными наземными партнерами «Миллиметрона» являются интерферометрическая сеть «Телескоп горизонта событий» (Event Horizon Telescope) – телескопы восьми обсерваторий на разных континентах, а также «Атакамская большая [антенная] решетка миллиметрового диапазона» (Atacama Large Millimeter Array) – комплекс радиотелескопов, расположенный в чилийской пустыне Атакама.
Кроме того, в рамках проекта возможно сотрудничество с Международной радиоастрономической обсерваторией «Суффа», строящейся в Республике Узбекистан. Особые надежды возлагаются на совместную работу с «Телескопом горизонта событий». Проведенное учеными моделирование показало, что общими усилиями обсерватории смогут получать изображения, качество которых будет в шесть-десять раз лучше, чем то, что «Телескоп горизонта событий» получает сейчас.
Характеристики обсерватории и ее будущее «место работы» позволили ученым сформировать амбициозную научную программу. Как отметил Сергей Лихачев, «Миллиметрон» поможет ответить на самые актуальные вопросы в области современной астрофизики и космологии, «начинаяот «кротовых нор» и заканчивая образованием того мира, в котором мы живем».
Основные направления работы: исследования процессов в ранней Вселенной, изучение геометрии пространства-времени вблизи сверхмассивных черных дыр, поиск воды и биомаркеров в нашей галактике.
Татьяна Ларченкова объяснила, что при определении приоритетов важно было выявить задачи, которые до запуска «Миллиметрона» не будут решены другими проектами. Строгая иерархия работ оправдана ограниченным временем работы в режиме активного охлаждения (порядка трех лет), которое даст «Миллиметрону» особую чувствительность в режиме одиночного телескопа. На этом этапе он сможет пробиться взглядом к очень слабым объектам, например самым первым галактикам.
Что касается астробиологических задач, они присутствовали в концепции проекта с самого начала и со временем все глубже прорабатывались. «С психологической точки зрения поиск признаков внеземной жизни для человечества представляет наибольший интерес, – замечает Татьяна Ларченкова. – В контексте исследования воды нам интересны ледяные спутники Сатурна и Юпитера. Их наблюдения, в том числе спектральные, нужны, чтобы понять состав их поверхностей, атмосфер, изучать их льды и понять, из чего они состоят. Такие спектральные исследования как раз сможет проводить наша обсерватория».
«Миллиметрон» будет в первую очередь интересоваться такими спутниками планет-гигантов, как Европа, Ганимед, Титан и Энцелад. Особенно привлекает возможность изучить окрестности Сатурна, к которому в ближайшие годы не планируется направлять автоматические межпланетные миссии с Земли. С помощью телескопа ученые смогут оценить астробиологический потенциал Энцелада и Титана, под поверхностью которых предположительно есть океаны с условиями, пригодными для живых организмов. Анализ химического состава этих миров поможет ученым исследовать особенности взаимодействия океана с поверхностью спутника и ответить на вопрос, есть ли там жизнь.
В ПОГОНЕ ЗА «КРОТОВЫМИ НОРАМИ»
В объектив «Миллиметрона» попадут также центральные области активных ядер галактик. По всей видимости, это сверхмассивные черные дыры, но нельзя исключать, что некоторые из них окажутся «кротовыми норами». «Издали эти объекты могут вести себя очень похоже», – говорит Андрей Андрианов, заведующий лабораторией математических методов обработки астрофизических наблюдений АКЦ ФИАН.
«Благодаря уникальному разрешению и высокой чувствительности, «Миллиметрон» сможет близко подобраться к горизонту событий любой черной дыры и увидеть, что она собой представляет, – продолжает Татьяна Ларченкова. – Конечно, это возможно только для объектов активных ядер ближайших к нам галактик, в которых есть достаточно массивная центральная черная дыра или ”кротовая нора“».
Поиск «кротовых нор» – одна из самых интересных и захватывающих задач «Миллиметрона». В отличие от черных дыр, эти таинственные объекты в космосе наблюдателями пока не обнаружены. На сегодняшний день «кротовая нора» – это гипотетическое явление, существование которого допускается общей теорией относительности. Она предположительно состоит из двух входов, своеобразных порталов, которые могут располагаться на значительном удалении друг от друга, возможно, даже в разных Вселенных. Открытие этих объектов произвело бы революцию в наших представлениях о пространстве и окружающем мире. Благодаря своим параметрам «Миллиметрон» сможет приблизиться к разгадке этой тайны.
Открытие кротовых нор означало бы переворот в современной астрофизике, доказывающее существование принципиально новых объектов, сложную топологическую структуру пространства, и даже существование других вселенных.
Как рассказали Сергей Лихачев и Евгений Голубев, в настоящее время создается ряд опытных образцов различных составных частей космической обсерватории. Один из самых высокотехнологичных образцов – система раскрытия главного зеркала. Помимо раскрытия лепестков и их фиксации в рабочем положении с высокой точностью, она выполняет функции силовой конструкции главного зеркала (для восприятия нагрузок выведения на ракете-носителе). Когда зеркало «Миллиметрона» раскроется, оно должно будет зафиксироваться с погрешностью не более 1 мм – сложнейшая задача, учитывая его габариты. Однако она выполнима: прежде на конструкторско-технологическом макете главного зеркала была достигнута точность раскрытия 0.3 мм.
Изготовление составных частей, сборка и испытания модуля полезной научной нагрузки будут проводиться на предприятии «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва, где сейчас и изготавливается экспериментальный образец десятиметровой антенны.
Как ранее сообщалось в СМИ, изначально в Федеральной космической программе (ФКП) на 2016–2025 годы на создание «Спектра-М» было заложено 11 млрд руб. Однако в 2019 г. стало известно, что финансирование сокращено в два раза. Ранее на проект выделялись 1.36 млрд руб в 2015–2017 гг. и 2 млрд руб в 2017–2021 гг. Для изготовления и испытания необходимой аппаратуры в 2021 г. было выделено еще 2.2 млрд руб. Полученная сумма рассчитана на ближайшие четыре года.