«Спектр-РГ» и прорывы отечественной науки

Русский репортерНаука

Увидеть, кто съел миллиард солнц

«Спектр-РГ» и прорывы отечественной науки

Мария Пази

Космическую обсерваторию «Спектр-РГ» готовят к запуску. Фото press.cosmos.ru

Появилось сразу два повода для гордости за отечественную науку. 13 июля с космодрома Байконур запустили космическую обсерваторию «Спектр-Рентген-Гамма» с парой рентгеновских телескопов на борту — российским и германским. А 8 августа трем российским астрофизикам была вручена премия и медаль Поля Дирака за выдающийся вклад в развитие космологии — науки об особенностях нашей Вселенной и о ее эволюции. Оба события объединяет имя академика Рашида Сюняева, автора научной программы космической миссии «Спектра-РГ». Мы попросили ученого и его коллегу, руководителя проекта со стороны Германии, доктора Петра Пределя, рассказать о телескопе и его роли в познании Вселенной

Посмотреть на вселенских гигантов

— Работа по проекту велась более 15 лет и потребовала больших усилий нашей промышленности и ученых, — рассказывает Рашид Сюняев. — До «Спектра» на исследование Вселенной в рентгеновском диапазоне был способен только запущенный в 1990 году немецкий спутник ROSAT. Более восьми лет он успешно работал на орбите, его картами неба астрономы пользуются до сих пор. Но телескоп, что летит на орбиту сейчас, в 25 раз чувствительней своего предка. Кроме того, запуск «Спектра-РГ» — это первая попытка России вывести спутник во вторую точку Лагранжа.

Точки Лагранжа — это места в космосе, где силы притяжения Земли, Солнца и центробежная сила Солнечной системы уравновешивают друг друга. Всего таких точек пять; попавший в них объект может оставаться неподвижным относительно Земли и Солнца, поэтому фантасты любят размещать в них космические города будущего. Точка L2, к которой сейчас летит «Спектр» (полет займет 100 дней), находится на расстоянии в 1,5 миллиона километров от Земли — почти в пять раз дальше, чем орбита Луны.

Там, в далеком космосе, обсерватории предстоит важная миссия — провести перепись самых массивных объектов Вселенной.

— Мы давно мечтали получить детальную карту Вселенной в рентгеновских лучах, — объясняет Рашид Сюняев. — Обсерватория поможет нанести на карту Вселенной множество интереснейших астрономических объектов. Например, миллионы сверхмассивных черных дыр, расположенных в ядрах галактик. Вот в центре нашей галактики находится не очень массивная черная дыра — всего каких-то четыре миллиона масс Солнца. А есть галактики, в центре которых находятся черные дыры массой в миллиард масс Солнца! Чтобы их свечение заметил «Спектр-РГ», необходимо, чтобы черная дыра съедала вещество массой с нашу Землю каждую секунду. Представляете?! Кроме того, мы надеемся открыть и нанести на карту неба 100 000 скоплений галактик с массами, превышающими 300 тысяч миллиардов солнечных масс, — это число с 14 нулями!

— При этом мы обнаружим массивные объекты не только в близких к нам областях Вселенной, но и на очень большом расстоянии, — дополняет Петр Предель, — до 6–8 миллиардов световых лет.

Рашид Сюняев
Фото Smithsonian
Institution

— Скопления галактик содержат громадное количество горячего межгалактического газа с температурами в десятки миллионов градусов, — продолжает Рашид Сюняев. — Он интенсивно излучает в рентгеновских лучах, и это позволяет «Спектру» его увидеть.

Ловят излучение два «глаза» обсерватории, дополняющие друг друга. Один, российский телескоп ART-XC, обнаруживает жесткие, высокоэнергетичные рентгеновские лучи, которые излучают, например, черные дыры и нейтронные звезды. Второй, высокочувствительный немецкий eROSITA, ловит мягкий спектр рентгеновского излучения с низкой энергией.

Главная загадка астрономии

— Первые четыре года мы будем сканировать небо. Каждый день будет осмотрена полоска круга шириной в один градус. Потом ось спутника будет смещаться вслед за Солнцем, как в песне битлов I follow the Sun, — чтобы за следующие сутки осмотреть еще одну полоску небесной сферы. Так, градус за градусом, за полгода телескопы пристально осмотрят все небо. За четыре года мы получим восемь независимых карт неба.

Вы спросите: зачем восемь? А мы наложим эти карты одну на другую и просуммируем их, что приведет к увеличению чувствительности. Кроме того, сравнивая карты, полученные с интервалом в полгода, мы надеемся проследить за изменением во времени рентгеновских источников различной природы.

Например, если неосторожная звезда пролетит слишком близко к сверхмассивной черной дыре, то гигантские перепады сил гравитации просто разорвут эту звезду. Мы увидим рентгеновское излучение, но через месяцы этот ярчайший источник погаснет. Оценки показывают, что мы сможем увидеть несколько тысяч таких переменчивых явлений.

А дальше мы будем прицельно наводить телескопы и займемся детальным исследованием наиболее интересных объектов, открытых в ходе сканирования. НПО имени С. А. Лавочкина — предприятие, создавшее наш замечательный спутник, обещает ученым еще два с половиной года работы в таком режиме.

Сканирование неба даст нам, например, уникальную информацию о времени формирования скоплений галактик и сверхмассивных черных дыр, об их росте и слияниях, о том, как они распределены — равномерно или кучкуются. Знание об их расположении позволит нам исследовать в пространственном распределении то, что называют «барионные акустические осцилляции», — это отголоски рождения Вселенной в виде звуковых волн, которые наполняли ее на ранних стадиях расширения, когда Вселенная была моложе 380 000 лет, — рассказывает об этапах проекта Рашид Сюняев.

— А если мы преуспеем и получим информацию о темной энергии и темной материи, это может стать революцией в фундаментальной физике, — дополняет Петр Предель. — Это наиболее актуальные вопросы в астрономии. 95% Вселенной составляют «темные начала», а мы совершенно ничего о них не знаем!

Первые новости из космической командировки

— Замечательно прошел волнующий момент запуска, — делится впечатлениями Рашид Сюняев. — Спасибо специалистам, обеспечившим работу ступеней ракеты Протон-М и разгонного блока! Сейчас спутник находится уже в 1 250 000 километрах от Земли. Проведены две важнейшие коррекции орбиты. Больше двухсот человек в России и Германии каждый день проверяют системы спутника и работу телескопов в двух центрах Дальней космической связи. Мы получаем и первые научные данные. Российский телескоп работает штатно. Первые же наблюдения хорошо известного рентгеновского пульсара Кентавр X-3 позволили с высочайшей точностью измерить период вращения этой нейтронной звезды и ее жесткий рентгеновский спектр. Включать детекторы немецкого телескопа пока что нельзя, так как газ, выделяющийся при работе двигателя при серьезных коррекциях орбиты, может «покрыть изморозью» поверхности детектора и его фильтров. Но ждать первых включений осталось недолго. Надеемся, что и дальше все будет работать в штатном режиме. «Спектр» каждый день должен сканировать и сбрасывать информацию на Землю, а антенны должны ежедневно минимум по шесть часов в сутки без выходных и отпусков ловить гигантский поток данных. И ни одного дня нельзя потерять — иначе на карте Вселенной останется пустая полоска!

Премия Дирака и рождение Вселенной

Вселенная рождалась быстро: согласно теории инфляции, разработанной советскими астрофизиками, 13,8 миллиардов лет назад за микроскопические доли секунды пространство увеличилось в нониллион раз (1030). Материя была ужасно горячей, фотоны рвались наружу, но поначалу излучение сдерживалось ионизированным веществом. Тем не менее расширение шло дальше, материя остывала, протоны и электроны стали собираться в атомы, а фотоны наконец смогли «вырваться» из плена и отправиться в свободное путешествие. Эти древние фотоны мы можем регистрировать и сегодня; их называют космическим микроволновым фоном или реликтовым излучением. Реликтовое излучение — след далекого прошлого Вселенной, который мы можем увидеть в радиотелескоп.

За модель инфляции, основанную на изучении реликтового излучения, престижнейшая в мире теоретической физики медаль Поля Дирака и была вручена 8 августа трем российским астрофизикам: Алексею Старобинскому, Вячеславу Муханову и Рашиду Сюняеву.

Алексей Старобинский и Вячеслав Муханов развивали теорию инфляции, а благодаря работам Рашида Сюняева ее стало возможно проверить экспериментально. В соавторстве с Яковом Зельдовичем профессор Сюняев сделал несколько сбывшихся впоследствии теоретических предсказаний. Например, что на интенсивность реликтового излучения должно влиять вещество межзвездного и межгалактического газа. Этот эффект позже обнаружили и назвали эффектом Сюняева-Зельдовича. Благодаря этому эффекту нашли способ взвесить неподъемное — скопления галактик. Астрофизики смотрят, как меняется реликтовый фон, и могут предположить, сколько вещества прячется в темных безднах космоса между галактиками.

Хочешь стать одним из более 100 000 пользователей, кто регулярно использует kiozk для получения новых знаний?
Не упусти главного с нашим telegram-каналом: https://kiozk.ru/s/voyrl

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Сектор газа Сектор газа

Мобильность будущего будет электрической. Но ведь есть еще газ

Quattroruote
Чтобы помнили Чтобы помнили

Прошло уже 15 лет с того дня, когда Беслан стал городом скорби

StarHit
6 новых законов, которые сильно изменят жизнь автомобилистов 6 новых законов, которые сильно изменят жизнь автомобилистов

Самые важные законопроекты для автомобилистов, которые приняла Госдума

РБК
Как молодая мать зарабатывает 100 млн в год на производстве красок для мебели Как молодая мать зарабатывает 100 млн в год на производстве красок для мебели

Производство экокраски для мебели и мастер-классы по декору приносят ей прибыль

Forbes
О чем мы не говорим матери О чем мы не говорим матери

Не лучше ли открыть матери правду, чем заставлять ее терзаться догадками

Psychologies
Хакер украл данные клиентов биржи кроссовок StockX, в которую инвестировал фонд Юрия Мильнера Хакер украл данные клиентов биржи кроссовок StockX, в которую инвестировал фонд Юрия Мильнера

Неизвестный похитил данные почти 7 млн клиентов онлайн-биржи кроссовок StockX

Forbes
Мультики для Грефа: зачем «Союзмультфильму» совместное предприятие со Сбербанком Мультики для Грефа: зачем «Союзмультфильму» совместное предприятие со Сбербанком

Как удалось увлечь Грефа мультфильмами и что происходит с российской анимацией

Forbes
Как выходец из NASA создал бизнес на $280 млн, используя технологию из XIX века Как выходец из NASA создал бизнес на $280 млн, используя технологию из XIX века

Компания Phononic зарабатывает на технологиях XIX века

Forbes
Чиновники помогут бизнесу внедрить мировые стандарты ответственности Чиновники помогут бизнесу внедрить мировые стандарты ответственности

Власти озаботились ответственностью бизнеса

Forbes
Реальная кхалиси: праправнучка Чингиз-хана не проиграла ни одного боя Реальная кхалиси: праправнучка Чингиз-хана не проиграла ни одного боя

Она доказала, что в ее венах течет кровь великого хана Монгольской империи

Cosmopolitan
Игра приставок 2019 Игра приставок 2019

В июне в Лос-Анджелесе в очередной раз прошла E3

Maxim
Хочешь завести кошку и собаку одновременно? 7 правил, которые стоит запомнить Хочешь завести кошку и собаку одновременно? 7 правил, которые стоит запомнить

Хотя собаки и кошки очень разные, но они вполне могут подружиться

Playboy
Худший день на Уолл-стрит: состояния 10 миллиардеров в понедельник сократились на $23 млрд Худший день на Уолл-стрит: состояния 10 миллиардеров в понедельник сократились на $23 млрд

Понедельник оказался худшим днем​​ для фондовых рынков с начала 2019 года

Forbes
Кто такой Филипе Пантоне и чем примечательны его работы Кто такой Филипе Пантоне и чем примечательны его работы

Художник Фелипе Пантоне сегодня один из самых востребованных современных авторов

Esquire
Зарубки на носу Зарубки на носу

Говорят, что глаза — «зеркало души», а что можно сказать о носе?

Наука и жизнь
Во всей красе Во всей красе

Модная и универсальная американская классика в московской квартире

SALON-Interior
Краткий курс перезагрузки Краткий курс перезагрузки

Курская область стремится к лидерству по инвестиционной привлекательности

РБК
Как два брата и сестра создали бизнес на $1 млрд, продавая дешевые игрушки Как два брата и сестра создали бизнес на $1 млрд, продавая дешевые игрушки

Путь семьи Моубрей к успеху в производстве игрушек был тернистым

Forbes
Когда много не надо: бюджетные процессоры до 8000 рублей Когда много не надо: бюджетные процессоры до 8000 рублей

Мониторим рынок недорогих процессоров Intel и AMD на предмет годных решений

CHIP
Восстановиться после развода: 7 советов психотерапевта Восстановиться после развода: 7 советов психотерапевта

Разрыв отношений — всегда болезненный период, причем для обеих сторон

Psychologies
Ноутбуки б/у: как правильно покупать и что проверить? Ноутбуки б/у: как правильно покупать и что проверить?

Решили сэкономить и купить ноутбук с рук? Рассказываем, как и что проверить

CHIP
«Последний герой»: WSJ узнала, как Калви выманили в Москву перед арестом «Последний герой»: WSJ узнала, как Калви выманили в Москву перед арестом

Основатель Baring Vostok за несколько дней до своего ареста прилетел в Москву

Forbes
В Москве проходит митинг за свободные выборы. Начались задержания В Москве проходит митинг за свободные выборы. Начались задержания

В Москве 3 августа прошла очередная несанкционированная акция

Esquire
Не возвращать кредиты США и заморозить цены. Самые смелые идеи Сергея Глазьева Не возвращать кредиты США и заморозить цены. Самые смелые идеи Сергея Глазьева

Самые смелые предложения экономиста и советника Владимира Путина Сергея Глазьева

Forbes
«Комик может вести свадьбы, если он мазохист»: как живут и сколько зарабатывают стендаперы в России «Комик может вести свадьбы, если он мазохист»: как живут и сколько зарабатывают стендаперы в России

О том, как стендап в России становился профессией и сколько зарабатывают комики

Forbes
8 признаков того, что вашего друга захватила фитнес-мания 8 признаков того, что вашего друга захватила фитнес-мания

Как определить, что просто спортивный парень превращается в фитнес-фрика

Psychologies
Паркуемся Паркуемся

В последние годы московские парки удивительно преобразились!

Лиза
Уссу качнули права Уссу качнули права

Почему чиновники не умеют говорить с народом

Русский репортер
Тест LG G8s ThinQ: элегантный и быстрый High-End смартфон Тест LG G8s ThinQ: элегантный и быстрый High-End смартфон

LG G8s ThinQ показал себя как отличный высококачественный смартфон

CHIP
Пакуем чемоданы: тренд сезона — Южная Корея. Путеводитель по интересным местам Пакуем чемоданы: тренд сезона — Южная Корея. Путеводитель по интересным местам

Пакуем чемодан и едем смотреть на Страну утренней свежести

Cosmopolitan
Открыть в приложении