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

Выживут только инфорги Выживут только инфорги

«Инфорги» — люди, которые придут на смену Homo Sapiens

Популярная механика
Умер Жан-Люк Годар. Вспоминаем 7 фильмов основоположника «новой волны» Умер Жан-Люк Годар. Вспоминаем 7 фильмов основоположника «новой волны»

«Сноб» рассказывает о семи фильмах основоположника французской «новой волны»

СНОБ
Советские солдаты возле убитого двойника Гитлера Советские солдаты возле убитого двойника Гитлера

В мае 1945 года по Берлину распространился слух, что обнаружен труп Гитлера

Дилетант
Кровавая месса: Варфоломеевская ночь и ее причины Кровавая месса: Варфоломеевская ночь и ее причины

«Французы спятили, им отказали разом и чувства, и душа, и разум»

Вокруг света
Ненужная, но вездесущая ртуть Ненужная, но вездесущая ртуть

Употреблять щуку в пищу, оказывается, может быть небезопасно

Наука и жизнь
Застенчивость самцов альбатросов повысила риск их расставания с партнершами Застенчивость самцов альбатросов повысила риск их расставания с партнершами

Могут ли альбатроны стесняться и как это на них влиет?

N+1
Растущий на обочине Растущий на обочине

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

Наука и жизнь
Что такое гидроусилитель руля и как он работает Что такое гидроусилитель руля и как он работает

Как гидроусилитель руля сделал жизнь водителей проще

РБК
Вселенная, пульсирующая в чёрной дыре Вселенная, пульсирующая в чёрной дыре

Происхождение Вселенной всегда волновало людей

Наука и жизнь
У каждого человека на Земле есть генетический двойник. И не один У каждого человека на Земле есть генетический двойник. И не один

Выражение «диагноз по фотографии» скоро перестанет быть шуточным

Вокруг света
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
Как узнать, как ты записан в телефоне у других людей: простые способы Как узнать, как ты записан в телефоне у других людей: простые способы

Как определить, под каким именем значится конкретный номер в чужом смартфоне

CHIP
Человек и его бактерии Человек и его бактерии

Отвечаем на главные вопросы о кишечной микрофлоре

Популярная механика
Выходить на улицу станет опасно: смотрим карту теплового стресса на Земле к 2100 году Выходить на улицу станет опасно: смотрим карту теплового стресса на Земле к 2100 году

Шкалу температур для котельных ученые уже применяют к обычной погоде на улице

Вокруг света
Неизвестные X и Y Неизвестные X и Y

Как и, главное, зачем природа разделила обитателей земли на юношей и девушек

Вокруг света
Первая порнография Нового времени Первая порнография Нового времени

«Позы Аретино» — скандал, затянувшийся на 500 лет

Weekend
Мечта шахтера Мечта шахтера

Эрни Форд не знал, что шахтерская песенка «Шестнадцать тонн» прославит его

Вокруг света
5 самых мощных и больших машин в мире: техноколоссы для нестандартных задач 5 самых мощных и больших машин в мире: техноколоссы для нестандартных задач

Пятерка огромных машин, очаровывающих своей безудержной мощью

ТехИнсайдер
Вкусная рука: 13 вопросов мастеру-плововару Вкусная рука: 13 вопросов мастеру-плововару

Знаток восточной кухни рассказывает, каким должен быть настоящий плов

Вокруг света
Как «перезапустить» либидо в браке Как «перезапустить» либидо в браке

Куда с годами уходит сексуальное влечение?

Psychologies
Слабость после приступов тревоги и панических атак: как себе помочь Слабость после приступов тревоги и панических атак: как себе помочь

Что делать, если тревога пагубно сказывается на физическом состоянии

Psychologies
Патологические лжецы: что заставляет их врать? Патологические лжецы: что заставляет их врать?

Почему они все время обманывают и как с этим бороться?

Psychologies
Крупнейшее восстание рабочих в США: вот какой была битва у горы Блэр Крупнейшее восстание рабочих в США: вот какой была битва у горы Блэр

Американские рабочие раньше устраивали целые сражения и где-то даже побеждали

ТехИнсайдер
Самки плодовых мушек яростно сражаются за самцов. Но только девственницы Самки плодовых мушек яростно сражаются за самцов. Но только девственницы

Самки дрозофил ведут себя крайне агрессивно в период спаривания

ТехИнсайдер
Призрак монархии: как воспринимали Елизавету II в российском обществе Призрак монархии: как воспринимали Елизавету II в российском обществе

Королева Елизавета II была для россиян самым известным современным монархом

Forbes
“Королева и ее злая сестра”: трогательный отрывок из новой книги про жизнь Елизаветы II и принцессы Маргарет “Королева и ее злая сестра”: трогательный отрывок из новой книги про жизнь Елизаветы II и принцессы Маргарет

Отрывок из книги “Елизавета и Маргарет. Частная жизнь сестер Виндзор”

VOICE
Оказалось, что папоротники не только миллионы лет копят Оказалось, что папоротники не только миллионы лет копят

Папоротники — настоящая "генетическая свалка"

ТехИнсайдер
Семь лайфхаков для бодрого утра Семь лайфхаков для бодрого утра

Даже если вы не жаворонок, можно вставать по утрам легко и с удовольствием

Здоровье
Езда на горящем велосипеде: как устроено современное материнство Езда на горящем велосипеде: как устроено современное материнство

Как реагировать на то, что в саду все девочки всегда снежинки

Forbes
Отличные фильмы Киану Ривза, которые ты мог забыть или не видел Отличные фильмы Киану Ривза, которые ты мог забыть или не видел

Культурная программа для вечера, посвященного Киану Ривзу

Maxim
Открыть в приложении