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

Вопрос-ответ Вопрос-ответ

Откуда взялась Луна, заразен ли рак и другие вопросы

Вокруг света
7 главных скандалов с королевой Елизаветой II 7 главных скандалов с королевой Елизаветой II

Все связанные с королевой Елизаветой II скандалы относятся к нарушению этикета

Maxim
Эйнштейн — швейцарский гражданин Эйнштейн — швейцарский гражданин

Как великий физик Альберт Эйнштейн жил в Швейцарии

Наука и жизнь
Не просто усы, лапы и хвост: 6 самых-самых пород кошек Не просто усы, лапы и хвост: 6 самых-самых пород кошек

Все котики хороши, но некоторые особенно хороши в чем-то своем

Вокруг света
Рождение и гибель мегаполисов Рождение и гибель мегаполисов

Почему Вавилон пришел в упадок?

Вокруг света
Корейские семейные саги и британские детективы: новые сериалы, которые стоит увидеть Корейские семейные саги и британские детективы: новые сериалы, которые стоит увидеть

Интриги, семейные истории, детективы — сериалы, которые вас увлекут

Forbes
Ненужная, но вездесущая ртуть Ненужная, но вездесущая ртуть

Употреблять щуку в пищу, оказывается, может быть небезопасно

Наука и жизнь
Любителям полежать в ванной посвящается: бомбочку для ванны вы можете сделать своими руками! Любителям полежать в ванной посвящается: бомбочку для ванны вы можете сделать своими руками!

Как изготовить бомбочку для ванны с минимальными затратами

ТехИнсайдер
Путь к океану Путь к океану

Если вы хотите узнать Кению, надо проехать хотя бы полстраны

Вокруг света
Сострадать самому себе: как и зачем этому учиться Сострадать самому себе: как и зачем этому учиться

Как с помощью самосострадания можно не только утешить, но и мотивировать себя

Psychologies
Растущий на обочине Растущий на обочине

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

Наука и жизнь
Пример для подражания. Катя Гуру Пример для подражания. Катя Гуру

Катя Гуру рассказала нам, как изменила судьбу тысяч женщин

VOICE
Девятое искусство Девятое искусство

Французы и бельгийцы росли на комиксах до того, как это стало мейнстримом

Вокруг света
Золотой корсет и колготки: 5 фирменных нарядов Бориса Моисеева, которыми он шокировал задолго до современных звезд Золотой корсет и колготки: 5 фирменных нарядов Бориса Моисеева, которыми он шокировал задолго до современных звезд

Все, к чему прикасался этот человек, становилось художественно скандальным

VOICE
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
Да тебе слабо! Как определить провокатора и защититься от него Да тебе слабо! Как определить провокатора и защититься от него

Никто не хочет, чтобы им манипулировали. Но как этому противостоять?

Лиза
Магомет идет к горе Магомет идет к горе

Мобильная станция, в которой содержится около 7–8 т различных видов масел

Популярная механика
И никаких ночных походов к холодильнику: придуманы импланты от переедания И никаких ночных походов к холодильнику: придуманы импланты от переедания

Устройства в мозгу предохраняют от слишком частых приемов пищи

Вокруг света
Окаменелые фекалии доказали, что люди начали одомашнивать скот на 2000 лет раньше, чем считали ученые Окаменелые фекалии доказали, что люди начали одомашнивать скот на 2000 лет раньше, чем считали ученые

Возможно, люди приручили животных раньше, чем растения

ТехИнсайдер
«С любовью и яростью»: два часа скандалов в любовном треугольнике «С любовью и яростью»: два часа скандалов в любовном треугольнике

«С любовью и яростью» — история о сложностях межличностных отношений

Forbes
На чужих берегах: аудиоспектакль к 100-летию первой волны русской эмиграции На чужих берегах: аудиоспектакль к 100-летию первой волны русской эмиграции

Отрывок из текстовой версии аудиоспектакля «На чужих берегах» об эмиграции

СНОБ
Эффект Даннинга–Крюгера: почему некомпетентные люди уверены в своей компетентности? Эффект Даннинга–Крюгера: почему некомпетентные люди уверены в своей компетентности?

Почему все эти люди так вопиюще некомпетентны и не замечают этого?

Psychologies
Крылатый гость Крылатый гость

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

Правила жизни
Гибрид «ридера» и бумаги: в Англии представили новый вид книг с дополненной реальностью Гибрид «ридера» и бумаги: в Англии представили новый вид книг с дополненной реальностью

Ученые поставили точку в вечном споре, какой вид книг лучше

Вокруг света
Динозавры уже были на грани вымирания к тому моменту, когда на Землю обрушился метеорит Динозавры уже были на грани вымирания к тому моменту, когда на Землю обрушился метеорит

Вымирание динозавров остается спорным по целому ряду причин

ТехИнсайдер
Настольные игры для веселой компании, которые можно сделать своими руками. Поиграем? Настольные игры для веселой компании, которые можно сделать своими руками. Поиграем?

Вам понадобится час свободного времени, руки, растущие из правильного места

ТехИнсайдер
Иррациональный человек: краткое пособие по общению со сложными людьми Иррациональный человек: краткое пособие по общению со сложными людьми

Наверняка вы попадали в такую ситуацию, когда собеседник будто вас не слышит

Psychologies
Скулшутинг: почему люди становятся «стрелками» и как обезопасить от них своих детей? Скулшутинг: почему люди становятся «стрелками» и как обезопасить от них своих детей?

Можно ли подготовить детей к возможному нападению на школу?

Psychologies
Кто заходил на мою страницу ВКонтакте: можно ли это узнать? Кто заходил на мою страницу ВКонтакте: можно ли это узнать?

Возможно ли узнать, кто заходил на вашу страницу ВКонтакте?

CHIP
Так свадьба или пытка? 5 свадебных обрядов на Руси, от которых у вас пойдут мурашки Так свадьба или пытка? 5 свадебных обрядов на Руси, от которых у вас пойдут мурашки

Русские люди тысячелетиями отмечали свадьбы с размахом

ТехИнсайдер
Открыть в приложении