«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

15 девушек с самыми красивыми и длинными ногами (мы бы смотрели на них вечно) 15 девушек с самыми красивыми и длинными ногами (мы бы смотрели на них вечно)

От девушек с красивыми и длинными ногами сложно оторвать взгляд

Playboy
Александр Усов: Эпоха «новой мобильности». Как совместное использование автомобилей изменит Россию Александр Усов: Эпоха «новой мобильности». Как совместное использование автомобилей изменит Россию

Какие перемены произойдут с развитием сервисов совместного использования авто

СНОБ
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
Знать назубок Знать назубок

Как правильно ухаживать за молочными зубами?

Добрые советы
8 неожиданных причин, почему мы храпим (в некоторых случаях надо обратиться к врачу) 8 неожиданных причин, почему мы храпим (в некоторых случаях надо обратиться к врачу)

8 неочевидных причин храпа, о которых ты должен знать

Playboy
Подрезанные крылья: как авиакомпании спасают Boeing 737 MAX от стихии, ржавчины и птиц Подрезанные крылья: как авиакомпании спасают Boeing 737 MAX от стихии, ржавчины и птиц

Почти 400 самолетов Boeing 737 MAX остаются на земле уже около полугода

Forbes
Вдохновляемся Принцессами Disney: 10 идеальных купальников Вдохновляемся Принцессами Disney: 10 идеальных купальников

Если долгожданный отпуск впереди, эта подборка купальников тебе точно пригодится

Cosmopolitan
В плейлист: 10 любимых музыкальных альбомов Жан-Мишеля Баския В плейлист: 10 любимых музыкальных альбомов Жан-Мишеля Баския

Подборка любимых альбомов американского культового художника Жан-Мишеля Баския

Forbes
Работа с тенью и коуч Депардье: 9 секретов личного роста от бизнесменов и топ-менеджеров Работа с тенью и коуч Депардье: 9 секретов личного роста от бизнесменов и топ-менеджеров

Истории бизнесменов и топ-менеджеров о личном росте

Forbes
«Поменяйте алгоритм, чтобы вопрос решался»: Дума позовет представителей СМИ и агрегаторов обсудить «фейковые новости» «Поменяйте алгоритм, чтобы вопрос решался»: Дума позовет представителей СМИ и агрегаторов обсудить «фейковые новости»

Володин считает, что главное, чего не хватает агрегаторам — это опровержений

Forbes
ЦБ оценил свои потери от санации проблемных банков ЦБ оценил свои потери от санации проблемных банков

ЦБ оценил свои потери от санации банков по новому механизму

Forbes
Мою жизнь изменил всего один урок танцев Мою жизнь изменил всего один урок танцев

Помнит ли Екатерина Волкова времена, когда ее Веры Ворониной не существовало?

Добрые советы
«Я никогда ничем не хотел владеть». Правила потребления основателя Qlean Александра Коровина «Я никогда ничем не хотел владеть». Правила потребления основателя Qlean Александра Коровина

Как современные предприниматели строят отношения с деньгами в ХХI веке

Forbes
Танец гаденьких утят Танец гаденьких утят

Причины и опасности дисморфофобии у детей

Домашний Очаг
Бургеры из носорогов: как вегетарианство очень скоро изменит потребление еды в мире Бургеры из носорогов: как вегетарианство очень скоро изменит потребление еды в мире

Скоро потребление мяса будет ограничено так же, как и производство сигарет

Forbes
От Белки и Стрелки до водяных медведей: какие твари побывали в космосе От Белки и Стрелки до водяных медведей: какие твари побывали в космосе

«Популярная механика» вспоминает животных, героев космической гонки

Популярная механика
«Да пребудет с тобой сила»: как сохранять равновесие в кризис «Да пребудет с тобой сила»: как сохранять равновесие в кризис

Эта стратегия может оказаться весьма полезной в трудной ситуации

Psychologies
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
Как не пропустить ранние признаки деменции: 10 симптомов Как не пропустить ранние признаки деменции: 10 симптомов

47 миллионов людей на Земле страдают от возрастных когнитивных изменений

Популярная механика
Тиньков соскочил. Как банкир три раза сорвал крупнейшую сделку на рынке офисной недвижимости Тиньков соскочил. Как банкир три раза сорвал крупнейшую сделку на рынке офисной недвижимости

Олег Тиньков уже третий раз срывает сделку с партнерами-девелоперами

Forbes
Дорогая беспечность: ошибки Дональда Трампа могут стоить его детям $1,3 млрд после его смерти Дорогая беспечность: ошибки Дональда Трампа могут стоить его детям $1,3 млрд после его смерти

Дональд Трамп придерживается худшей налоговой стратегии в стране

Forbes
Тест наушников Bose SoundSport Free: топовый звук в компактном формате Тест наушников Bose SoundSport Free: топовый звук в компактном формате

Bose Soundsport Free входят в число полностью беспроводных In-Ear-наушников

CHIP
Игры с китайцами. Как продавать в КНР киберспортивные проекты Игры с китайцами. Как продавать в КНР киберспортивные проекты

150 млн поклонников видеоигр из Китая, привлекают в страну крупные проекты

Forbes
Успеть за 24 часа Успеть за 24 часа

Приехали гости и просят показать Москву, а ты не знаешь, откуда начать?

Лиза
Три раза в одну реку: как я бросала и возвращалась в Тиндер и что из этого вышло Три раза в одну реку: как я бросала и возвращалась в Тиндер и что из этого вышло

Приложения для знакомств — да или нет

Psychologies
7 ошибок домашнего электрика, которые совершают снова и снова 7 ошибок домашнего электрика, которые совершают снова и снова

Чего стоит избегать при монтаже проводки в квартире или доме?

CHIP
Аргентинский песо рухнул на 30%. Можно ли на этом заработать? Аргентинский песо рухнул на 30%. Можно ли на этом заработать?

Аргентинский песо рухнул на фоне результатов президентских праймериз

Forbes
Миллиарды на колесах. На чем ездят участники списка Forbes Миллиарды на колесах. На чем ездят участники списка Forbes

Какие автомобили, дорогие и не очень, водят миллиардеры

Forbes
Осторожно, опасное саморазвитие: как понять, что тренинг вам не подходит Осторожно, опасное саморазвитие: как понять, что тренинг вам не подходит

Какие подводные камни могут ожидать на пути самосовершенствования

Psychologies
Вечный зов Вечный зов

Иван Дорн о паранормальном периоде, борьбе за экологию и новом альбоме

Vogue
Открыть в приложении