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

Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие

Двадцать разных способов мастурбации на любой вкус и цвет

Cosmopolitan
Секс в трудные времена: как любовь помогла выжить нашему одноклеточному предку Секс в трудные времена: как любовь помогла выжить нашему одноклеточному предку

Что самое прекрасное в нашей жизни мы унаследовали от предков

СНОБ
Рождение и гибель мегаполисов Рождение и гибель мегаполисов

Почему Вавилон пришел в упадок?

Вокруг света
Как бросить курить: подробная инструкция. Часть 1 Как бросить курить: подробная инструкция. Часть 1

Можно ли бросить курить за 21 день?

Psychologies
Бозон Хиггса — 10 лет спустя Бозон Хиггса — 10 лет спустя

Бозон Хиггса может стать ключом к решению некоторых основных проблем в физике

Наука и жизнь
Зачем военно-морскому флоту США понадобились самолеты F-14... И почему их вскоре списали Зачем военно-морскому флоту США понадобились самолеты F-14... И почему их вскоре списали

Решения американского командования зачастую оказываются абсурдными и глупыми

ТехИнсайдер
Золотой век палеонтологии Золотой век палеонтологии

Динозавры выглядели совсем не так, как мы их себе представляли

Наука и жизнь
Это уже другая история Это уже другая история

Я уехал в Москву в 2000-м. Через год появились «Звери»

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

Употреблять щуку в пищу, оказывается, может быть небезопасно

Наука и жизнь
Лучшие научно-популярные книги о человеке Лучшие научно-популярные книги о человеке

Пожалуй, ни одно существо на свете наука не изучала так подробно, как человека

ТехИнсайдер
Растущий на обочине Растущий на обочине

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

Наука и жизнь
Вокруг сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики с колоссальной скоростью вращается что-то странное Вокруг сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики с колоссальной скоростью вращается что-то странное

Астрономы обнаружили сгусток газа, вращающийся вокруг сверхмассивной черной дыры

ТехИнсайдер
Сизые горожане Сизые горожане

Почему голуби стали жить рядом с человеком?

Вокруг света
«Наша стратегия — отличаться от конкурентов» «Наша стратегия — отличаться от конкурентов»

Управляющий холдинга рассказал, как компания планирует развивать бизнес

Агроинвестор
Подарок молодым хозяйкам Подарок молодым хозяйкам

История книги Елены Молоховец, научившей общество питаться дешево и вкусно

Вокруг света
Ученые смогли получить «расписание» турбулентности: теперь самолеты смогут летать спокойно Ученые смогли получить «расписание» турбулентности: теперь самолеты смогут летать спокойно

Турбулентность — вещь случайная или нет?

ТехИнсайдер
Хозяева древних морей Хозяева древних морей

Кем были самые опасные морские хищники прошлого?

Вокруг света
Что скажешь - изменились? Как супермодели девяностых выглядят на показах в 2022 Что скажешь - изменились? Как супермодели девяностых выглядят на показах в 2022

Модели из нашей подборки остаются роскошными на протяжении десятилетий

VOICE
Где корочка? Где корочка?

7 ошибок в приготовлении, которые портят жареную картошку

Лиза
Что делать, если компьютер не включается? Пошаговая инструкция по диагностике Что делать, если компьютер не включается? Пошаговая инструкция по диагностике

Сбои при включении компьютера могут происходить на разных стадиях

CHIP
Ее высочество Лилибет: 10 невероятных фактов о Королеве Елизавете II Ее высочество Лилибет: 10 невероятных фактов о Королеве Елизавете II

Ей было всего 25 лет, когда она взошла на престол

ТехИнсайдер
Ученый-бихевиорист рассказал о 3-шаговом упражнении, которое помогает победить сомнения в себе Ученый-бихевиорист рассказал о 3-шаговом упражнении, которое помогает победить сомнения в себе

Кто из нас не сомневался в себе?

Inc.
После отпуска После отпуска

Как бороться с постотпускным синдромом? Читатели делятся своим опытом

Здоровье
Зачем Петр I издал эти указы? 5 самых странных и необычных реформ российского императора Зачем Петр I издал эти указы? 5 самых странных и необычных реформ российского императора

Зачем Петр I реформировал алфавит и летоисчисление?

ТехИнсайдер
Всем спать: какие животные могут видеть сны? Всем спать: какие животные могут видеть сны?

То, что некоторые люди видят сны — это факт, а могут ли видеть их животные?

ТехИнсайдер
Картёжник и дуэлянт: 5 фактов об Александре Пушкине, о которых вы могли не знать Картёжник и дуэлянт: 5 фактов об Александре Пушкине, о которых вы могли не знать

Кто не знает Александра Сергеевича Пушкина, одного из величайших поэтов?

ТехИнсайдер
Безопаснее, чем на улице: реальные истории людей, которые жили в аэропортах — как герой фильма “Терминал” Безопаснее, чем на улице: реальные истории людей, которые жили в аэропортах — как герой фильма “Терминал”

У персонажа из фильма “Терминал” был реальный прототип

VOICE
Эта часть СССР была оккупирована нацистами после захвата Берлина. Как такое возможно? Эта часть СССР была оккупирована нацистами после захвата Берлина. Как такое возможно?

Было место, откуда нацисты после разгрома ушли гораздо позже

ТехИнсайдер
Двое против всего мира: история любви Чарльза и Камиллы, которые ждали разрешения королевы быть вместе 34 года Двое против всего мира: история любви Чарльза и Камиллы, которые ждали разрешения королевы быть вместе 34 года

Принц Чарльз и Камилла Паркер-Боулз полюбили они друг друга еще в семидесятых

VOICE
Иллюзионист Иллюзионист

Формула одного проекта

Автопилот
Открыть в приложении