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

Кто такие зомби Кто такие зомби

Эволюция от послушных рабов к агрессивной нежити

Вокруг света
Это делают даже те, кто не занимается сексом Это делают даже те, кто не занимается сексом

Грибы и бактерии показывают нам, как легко прожить без секса

СНОБ
Эйнштейн — швейцарский гражданин Эйнштейн — швейцарский гражданин

Как великий физик Альберт Эйнштейн жил в Швейцарии

Наука и жизнь
Кожура полезнее мякоти: 10 фруктов и овощей, которые на самом деле не надо чистить перед едой Кожура полезнее мякоти: 10 фруктов и овощей, которые на самом деле не надо чистить перед едой

Чаще всего именно в шкурке содержится максимальная концентрация полезных веществ

Вокруг света
Мы — дети голубой галактики Мы — дети голубой галактики

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

Наука и жизнь
Туннельный эффект помог провести радикальные химические реакции Туннельный эффект помог провести радикальные химические реакции

Химики проводят радикальные реакции без использования токсичных реагентов

N+1
Золотой век палеонтологии Золотой век палеонтологии

Динозавры выглядели совсем не так, как мы их себе представляли

Наука и жизнь
Манекен лося и запоры скорпионов: за что ученым раздали Шнобелевскую премию — 2022 Манекен лося и запоры скорпионов: за что ученым раздали Шнобелевскую премию — 2022

Эти открытия только с одной стороны их открытия выглядят смешными

Maxim
Ненужная, но вездесущая ртуть Ненужная, но вездесущая ртуть

Употреблять щуку в пищу, оказывается, может быть небезопасно

Наука и жизнь
Американ экспресс Американ экспресс

Как независимые издательства открывают новую американскую литературу

Weekend
Растущий на обочине Растущий на обочине

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

Наука и жизнь
Elman Elman

Блиц-опрос певца и продюсера Эльмана Зейналова

ЖАРА Magazine
То навзничь, то ничком То навзничь, то ничком

Сколько загадок таится в удивительном слове…

Наука и жизнь
Острова сокровищ Острова сокровищ

Яхтинг на Филиппинах — открываем дивный мир, включающий более 7000 островов

Y Magazine
Наука о чужих. Жизнь и разум во Вселенной Наука о чужих. Жизнь и разум во Вселенной

Философы античности верили во множественность обитаемых миров

Наука и жизнь
Наивные или гениальные? Наивные или гениальные?

Что такое синдром Аспергера и в чем его особенности

Лиза
Зелёная подкладка, или Разгадка тайны Саши Баки Зелёная подкладка, или Разгадка тайны Саши Баки

При изучении русской иконографии важна любая, даже самая незначительная деталь

Дилетант
Болезни легких у женщин Болезни легких у женщин

Кто может быть в зоне риска болезни легких и как из нее выйти

Лиза
Подберите себе собаку по вашему темпераменту: пять пород собак — пять типов личности Подберите себе собаку по вашему темпераменту: пять пород собак — пять типов личности

Пушистого друга лучше выбирать исходя из особенностей вашего характера!

ТехИнсайдер
Дань морскому царю Дань морскому царю

Они были самыми крупными кораблями, затонувшими в российских водах Балтики

Вокруг света
Как я победила рак и изменила всю жизнь: откровенная история нашей героини Как я победила рак и изменила всю жизнь: откровенная история нашей героини

Наша героиня рассказала свою историю борьбы с онкологией

VOICE
Зачем монетам зубчатые края? Зачем монетам зубчатые края?

Ребристые ободки на монетах придумали, чтобы помешать мошенникам

ТехИнсайдер
Убийца иммунитета: ученые назвали продукт, который разрушает микробиом кишечника Убийца иммунитета: ученые назвали продукт, который разрушает микробиом кишечника

Если этот продукт «похозяйничал» в организме, жди ожирения или диабета

Вокруг света

В есенинскую ловушку попал ни один десяток одиноких и замужних девушек

ТехИнсайдер
Рак молодеет: во всем мире резко растет число тех, кто заболевает онкологией в возрасте до 50 лет. Как уберечь себя? Рак молодеет: во всем мире резко растет число тех, кто заболевает онкологией в возрасте до 50 лет. Как уберечь себя?

Рак давно стал частью человеческой истории, но даже он меняется

ТехИнсайдер
«Петр I допрашивает царевича Алексея Петровича в Петергофе»: как создавалась самая известная картина Николая Ге и при чем тут художники-передвижники «Петр I допрашивает царевича Алексея Петровича в Петергофе»: как создавалась самая известная картина Николая Ге и при чем тут художники-передвижники

Погружаемся в исторический контекст создания полотна Николая Ге о Петре I

Правила жизни
Манежная площадь Манежная площадь

Автомобильные выставки в дореволюционной России

Автопилот
Маруся Фомина: «Люди и персонажи должны развиваться, иначе я теряю к ним интерес» Маруся Фомина: «Люди и персонажи должны развиваться, иначе я теряю к ним интерес»

Актриса Маруся Фомина — о том, как оправдывать своих персонажей

Grazia
5 способов улучшить работу мозга в любом возрасте 5 способов улучшить работу мозга в любом возрасте

Пять способов улучшить здоровье мозга уже сегодня

Inc.
Сиквел «Топ Гана», вестерн с пришельцами и экшен про супергероя-пенсионера: 5 свежих онлайн-премьер Сиквел «Топ Гана», вестерн с пришельцами и экшен про супергероя-пенсионера: 5 свежих онлайн-премьер

Что посмотреть онлайн: блокбастер, авторское кино и фестивальные драмы

Правила жизни
Открыть в приложении