Что телескоп «Gaia» позволил узнать о нашей Галактике?

Наука и жизньНаука

«Gaia»: новый взгляд на небо

Кандидат физико-математических наук Алексей Понятов

Изображение космической обсерватории «Gaia» на фоне Млечного Пути. В цилиндре 4,6 × 2,3 м находятся модуль полезной нагрузки массой 710 кг и служебный модуль, где размещено оборудование для управления и эксплуатации космиче-ского аппарата, сухая масса которого 1392 кг. Сзади развёрнут десятиметровый зонтик для защиты от солнечного излучения.

Европейское космическое агентство (ESA) в июне 2022 года опубликовало третий, самый обширный релиз с данными, собранными космическим телескопом «Gaia». Это очень значимое событие для астрономов: они получили в своё распоряжение колоссальный массив информации о самых разнообразных космических объектах — от галактик и звёзд до спутников планет и астероидов в Солнечной системе. Релиз включает данные о положении, расстоянии, движении по небу, орбитах, химическом составе, цвете, температуре, массе, возрасте и скорости более полутора миллиардов звёзд (полный набор данных имеется не для всех из них). Хотя это количество составляет лишь около одного процента звёзд Млечного Пути, оно тем не менее позволяет сделать обоснованные выводы о всей нашей Галактике.

«Gaia» («Гайя» — вариант написания имени древнегреческой богини Земли Геи) — это космическая обсерватория, главная цель которой — создание наиболее точной и полной многомерной карты Млечного Пути. Она работает в расширенном оптическом диапазоне, захватывая ближнее ультрафиолетовое и ближнее инфракрасное излучение (длина волны 320—1000 нм). Обсерватория оснащена двумя телескопами и самой большой фотоматрицей, запущенной в космос. Матрица содержит почти миллиард пикселей и даёт изображения, достаточно чёткие для того, чтобы измерить диаметр человеческого волоса на расстоянии 1000 километров. Для сравнения: у телескопа «Кеплер» разрешение было всего около 95 миллионов пикселей. Между направлениями телескопов 106,5°, а космический аппарат непрерывно вращается вокруг оси, перпендикулярной этим линиям. Главные зеркала каждого телескопа имеют для компактности прямоугольную форму размером 1,45 × 0,5 м. Точность определения положения звёзд до 15-й величины составляет феноменальные 20 микросекунд дуги (около 6 миллиардных градуса). Соответственно расстояние до ближайших звёзд будет измерено с необычайной точностью 0,001%. Даже звёзды вблизи галактического центра, расположенного примерно в 30 000 световых лет от нас, будут измерены с точностью до 20%. Это в 200 раз точнее, чем у её предшественника — космической обсерватории «Hipparcos» (1989—1993). «Gaia» способна обнаружить объекты, которые в миллион раз слабее, чем может видеть невооружённый глаз. Данные обсерватория добывает с помощью астрометрии, фотометрии и спектроскопии.

Запущенная в декабре 2013 года обсерватория начала работу в 2014 году в точке Лагранжа L2, расположенной в 1,5 миллиона километров от Земли (там же сейчас находится и телескоп «Джеймс Уэбб», см. «Наука и жизнь» № 2, 8, 2022 г.). В этом месте очень стабильная гравитационная и тепловая обстановка, а наблюдениям не мешает ни атмосфера Земли, ни световое загрязнение, ни излучение Солнца, от которого телескопы прикрыты «зонтиком» диаметром около 10 м. Космический аппарат движется по специальной орбите Лиссажу, чтобы Земля не перекрывала свет Солнца. Затмение не только лишает энергии солнечные батареи, но и нарушает тепловое равновесие обсерватории.

Линии на иллюстрации показывают спроецированное на небо направление собственного движения примерно 26 миллионов звёзд с точно определёнными «Gaia» расстояниями. Это похоже на изображение течений в океане. Синим цветом показаны части неба, где среднее движение звёзд направлено к нам, а красным — от нас. Хорошо виден турбулентный (вихревой) характер движения.

В отличие от других телескопов, ориентированных на исследование конкретных объектов, «Gaia» обследует всё небо и изучает все обнаруженные объекты. Причём она возвращается к одним и тем же источникам неоднократно, в среднем 70 раз за 5 лет миссии, что позволяет отследить их перемещения и изменения, а также устранить ошибки и сделать очень точные измерения химического состава, скоростей и других параметров. Это даёт возможность совершать открытия, которые пропускают более специализированные инструменты. Заметим, что сама обсерватория не видит разницы между звездой, астероидом или галактикой, она просто фиксирует свет от источников на небе. Их вид определяется уже в ходе обработки данных на Земле. Именно из-за длительного времени обработки данные выдаются порциями по мере готовности, хотя номинальное пятилетнее время миссии (2014—2019) уже истекло.

С начала работы обсерватории были опубликованы два набора собранных данных: в 2016 и 2018 годах. Первый, основанный на 14 месяцах наблюдений, включал преимущественно положения и звёздные величины для 1,1 миллиарда звёзд. Второй выпуск базировался на 22 месяцах наблюдений и содержал данные о большем числе звёзд (так, скорость измерена пока у 7 миллионов звёзд) и более 14 000 объектов Солнечной системы. К сожалению, с данными второго набора возникли проблемы. Предварительный или ранний третий релиз вышел в декабре 2020 года. Он состоял из улучшенных и исправленных положений, параллаксов и собственных движений объектов.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Эйнштейн — швейцарский гражданин Эйнштейн — швейцарский гражданин

Как великий физик Альберт Эйнштейн жил в Швейцарии

Наука и жизнь
Мамаше невмоготу: отрывок из семейной саги о преодолении горя Мамаше невмоготу: отрывок из семейной саги о преодолении горя

Отрывок из романа Джойс Кэрол Оутс «Ночь, сон, смерть и звезды»

Forbes
Пролог к мировым войнам Пролог к мировым войнам

Русско-японская война стала шоком отнюдь не только для России

Дилетант
Особенности парной терапии: как извлечь из нее максимальную пользу Особенности парной терапии: как извлечь из нее максимальную пользу

Сможет ли парная терапия помочь вашим отношениям?

Psychologies
Путь к океану Путь к океану

Если вы хотите узнать Кению, надо проехать хотя бы полстраны

Вокруг света
История одной вещи: ипликатор Кузнецова, который убил своего создателя История одной вещи: ипликатор Кузнецова, который убил своего создателя

Ипликатор Кузнецова — самое продаваемое медицинское изобретение времен СССР

Правила жизни
Ненужная, но вездесущая ртуть Ненужная, но вездесущая ртуть

Употреблять щуку в пищу, оказывается, может быть небезопасно

Наука и жизнь
Такой, как она, больше нет: какой мы запомним королеву Елизавету II Такой, как она, больше нет: какой мы запомним королеву Елизавету II

Елизавета II — уникальная женщина в истории не только Великобритании, но и мира

VOICE
Мы — дети голубой галактики Мы — дети голубой галактики

Ольга Сильченко: галактиками я занимаюсь всю жизнь, начиная с третьего курса

Наука и жизнь
Есть только МиГ Есть только МиГ

Все три года войны центральное место занимало противостояние ВВС СССР и США

Дилетант
Растущий на обочине Растущий на обочине

Да, пожалуй, ни одну из дорог невозможно представить без этого растения

Наука и жизнь
Вдох-выдох! 7 книг, которые поддержат и помогут адаптироваться к переменам Вдох-выдох! 7 книг, которые поддержат и помогут адаптироваться к переменам

Книги, которые помогут вам пережить тяжелые времена

ТехИнсайдер
Жёны застоя Жёны застоя

Супруги генсеков и членов политбюро ЦК КПСС

Дилетант
Животные могут скорбеть о мертвых так же, как люди: ритуалы смерти из мира дикой природы Животные могут скорбеть о мертвых так же, как люди: ритуалы смерти из мира дикой природы

Как животные переживают смерть сородичей?

ТехИнсайдер
Банкноты-путеводители: по курсу евро Банкноты-путеводители: по курсу евро

Увидеть необычные достопримечательности можно, не тратя евро, а рассматривая их

Вокруг света
Американский космизм Американский космизм

В США показывают самое большое в мире произведение современного искусства

Weekend
«Мне не в чем оправдываться» «Мне не в чем оправдываться»

26 декабря 2020 года в возрасте 98 лет ушёл из жизни Джордж Блейк

Дилетант
Почему не хочется секса и что делать, если пропало либидо? Почему не хочется секса и что делать, если пропало либидо?

Почему у нас пропадает влечение к партнеру или интерес к сексу?

Правила жизни
Побочные эффекты исчезли: ученые заявили о создании лекарства от смертельной болезни Побочные эффекты исчезли: ученые заявили о создании лекарства от смертельной болезни

Создана таблетка от серьезной болезни, которая на данный момент не лечится

Вокруг света
Сигналы тела, указывающие на неподходящего партнера: проверьте себя Сигналы тела, указывающие на неподходящего партнера: проверьте себя

Как не допустить ошибку, выбирая партнера

Psychologies
Вскрытие показывает Вскрытие показывает

«Преступления будущего»: Дэвид Кроненберг возвращается к боди-хоррорам

Weekend
Попытка быть сложнее Попытка быть сложнее

Миксомицеты или слизевики – удивительная группа живых существ

Вокруг света
7 способов решиться на перемены в жизни 7 способов решиться на перемены в жизни

Отказаться от старой привычки, начать новое дело — как на это решиться?

Psychologies
Ученые раскрыли, что происходит с мозгом счастливых супругов Ученые раскрыли, что происходит с мозгом счастливых супругов

Синхронизация работы мозга является одним из важнейших условий успешного брака

Psychologies
Ученые нашли нейроны головного мозга, которые измеряют положение и перемещение в пространстве Ученые нашли нейроны головного мозга, которые измеряют положение и перемещение в пространстве

Какую роль играет гиппокамп в навигационной системе мозга?

ТехИнсайдер
Монстр остроумия: как смех в СССР становился инструментом контроля и подавления Монстр остроумия: как смех в СССР становился инструментом контроля и подавления

Отрывок из книги «Госсмех: сталинизм и комическое»

Forbes
Астрономы уверены, что наконец раскрыли тайну колец Сатурна Астрономы уверены, что наконец раскрыли тайну колец Сатурна

«Потерянная» луна вращалась вокруг планеты, прежде чем была разорвана в клочья

ТехИнсайдер
Как бросить курить: подробная инструкция. Часть 1 Как бросить курить: подробная инструкция. Часть 1

Можно ли бросить курить за 21 день?

Psychologies
Крылатый гость Крылатый гость

Дебютный роман Соболева – «Грифоны охраняют лиру» – вышел в 2021 году

Правила жизни
Как отформатировать жесткий диск несколькими способами Как отформатировать жесткий диск несколькими способами

Что делать, если нужно отформатировать жесткий диск?

CHIP
Открыть в приложении