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

«Уэбб»: наследник великих космических обсерваторий «Уэбб»: наследник великих космических обсерваторий

Чего нам ждать от телескопа имени Джеймса Уэбба?

Наука и жизнь
Истребление человеком хищников разделило крупнейший в мире живой организм на три части Истребление человеком хищников разделило крупнейший в мире живой организм на три части

«Лес одного дерева» в Америке перестал возобновляться из-за избытка оленей

N+1
Мы — дети голубой галактики Мы — дети голубой галактики

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

Наука и жизнь
«Тихое увольнение»: как начальники непроизвольно заставляют сотрудников уйти «по собственному» «Тихое увольнение»: как начальники непроизвольно заставляют сотрудников уйти «по собственному»

Как руководители негласно указывают сотрудникам на дверь?

VC.RU
Земля. Прятки под мантией Земля. Прятки под мантией

Ядро Земли перестало вращаться, электромагнитное поле нашей планеты разрушается

Наука и жизнь
Болезнь куру: что это за заболевание и как оно передаётся. Вы ужаснетесь! Болезнь куру: что это за заболевание и как оно передаётся. Вы ужаснетесь!

В Новой Гвинеи живет народ Форе: долго об их существовании никто не знал

ТехИнсайдер
Ненужная, но вездесущая ртуть Ненужная, но вездесущая ртуть

Употреблять щуку в пищу, оказывается, может быть небезопасно

Наука и жизнь
Руки помогли в семантической обработке слов Руки помогли в семантической обработке слов

Ограничение свободы рук влияет на семантическую обработку слов

N+1
Растущий на обочине Растущий на обочине

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

Наука и жизнь
Вопрос психологу: как справиться с тревогой и позаботиться о своей психике в трудной ситуации Вопрос психологу: как справиться с тревогой и позаботиться о своей психике в трудной ситуации

Как распознать эмоции и обходиться с ними в моменте

Правила жизни
Золотой век палеонтологии Золотой век палеонтологии

Динозавры выглядели совсем не так, как мы их себе представляли

Наука и жизнь
От ацтеков до пикселей От ацтеков до пикселей

Из чего состоит «Джиперс Криперс»

Weekend
Грозит ли насекомым вымирание? Грозит ли насекомым вымирание?

С насекомыми в Европе не всё благополучно, и вот почему

Наука и жизнь
12 фактов о спорте, которые изменят твой взгляд на соревнования, женщин и алкоголь 12 фактов о спорте, которые изменят твой взгляд на соревнования, женщин и алкоголь

В каком виде спорта участники пили, курили и принимали наркотики?

Maxim
Драма на Артезиане Драма на Артезиане

Как раз в декабре у степных животных начинается важнейший этап в их жизни — гон

Наука и жизнь
Netflix предпочитает блондинок: каким получился гипнотический фильм-коллаж о трагедии Мэрилин Монро Netflix предпочитает блондинок: каким получился гипнотический фильм-коллаж о трагедии Мэрилин Монро

Какой образ Монро транслирует новый байопик «Блондинка»

Правила жизни
Билет в один конец Билет в один конец

Илон Маск мечтает умереть на Марсе, и он по-своему прав

Популярная механика
Как правильно собрать чемодан в путешествие? Лайфхаки для всех Как правильно собрать чемодан в путешествие? Лайфхаки для всех

Как уместить все нужные вещи в один чемодан?

ТехИнсайдер
Почему затонувший Почему затонувший

Почему лайнер "Титаник" до сих пор лежит на дне?

ТехИнсайдер
Наивные или гениальные? Наивные или гениальные?

Что такое синдром Аспергера и в чем его особенности

Лиза
Любовные сигналы: что язык тела расскажет об отношениях? Любовные сигналы: что язык тела расскажет об отношениях?

О чем нам сообщают телесные послания?

Psychologies
Труп, который обманул Гитлера Труп, который обманул Гитлера

Непридуманная шпионская история с неожиданным участием Йена Флеминга

Дилетант
10 вещей из детства, которые твой ребенок запомнит на всю жизнь 10 вещей из детства, которые твой ребенок запомнит на всю жизнь

Как создать ребенку счастливое детство?

Лиза
Что надежнее: «механика», «автомат» или «вариатор»? Что надежнее: «механика», «автомат» или «вариатор»?

Какие коробки передач надежнее? И не торопись кричать «Механика!»

Maxim
«Не дождётесь»: разработчики о том, как они не отвечают на сообщения в рабочих чатах «Не дождётесь»: разработчики о том, как они не отвечают на сообщения в рабочих чатах

Как удалёнка привязывает к устройствам и что с этим делать

VC.RU
«Я докажу, что ты мне не нужен!»: как возникает контрзависимость «Я докажу, что ты мне не нужен!»: как возникает контрзависимость

О признаках контрзависимости, которая часто сочетается с созависимостью

Psychologies
Максим Никулин: «Вокруг отца была магическая аура...» Максим Никулин: «Вокруг отца была магическая аура...»

В его характере была черта, которую, думаю, невозможно в себе воспитать

Караван историй
Заюшки Заюшки

Вера Богданова стремительно ворвалась в литературу

Правила жизни
Крики не помогут: как отучить кошку гулять по обеденному столу Крики не помогут: как отучить кошку гулять по обеденному столу

5 способов, которые помогут быстро воспитать кошку

ТехИнсайдер
Я играю рок-н-ролл, рок-н-ролл играет мной Я играю рок-н-ролл, рок-н-ролл играет мной

Первые 20 лет я играла в рок-н-ролл. Следующие 10 лет рок-н-ролл играл мной

Правила жизни
Открыть в приложении