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

Распилить все поровну Распилить все поровну

Мадагаскар – одна из беднейших стран в мире

Вокруг света
Ученые спрятали десятки трупов в чемоданы и спрятали их: самый дерзкий эксперимент криминалистов Ученые спрятали десятки трупов в чемоданы и спрятали их: самый дерзкий эксперимент криминалистов

Эксперимент, позволяющий узнать, как разлагается тело в герметичной среде

ТехИнсайдер
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
Восточную Африку назвали прародиной домашних ослов Восточную Африку назвали прародиной домашних ослов

Генетики считают, что доместикация ослов произошла около 7000 лет назад

N+1
Маломощные реакторы спасут мирный атом Маломощные реакторы спасут мирный атом

Репутация – главная проблема атомной энергетики в XXI веке

Популярная механика
Как почистить кофеварку и почему вам следует это делать как можно чаще Как почистить кофеварку и почему вам следует это делать как можно чаще

Рассказываем, как легко преобразить вашу кофеварку!

ТехИнсайдер
Растущий на обочине Растущий на обочине

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

Наука и жизнь
8 упражнений, которые не работают (и чем их заменить) 8 упражнений, которые не работают (и чем их заменить)

Не все спортивные упражнения одинаково полезны для фигуры

Лиза
Путь к океану Путь к океану

Если вы хотите узнать Кению, надо проехать хотя бы полстраны

Вокруг света
Команда! Команда!

Команды наших любимых брендов — Ushatava и Autentiments

Собака.ru
Ненужная, но вездесущая ртуть Ненужная, но вездесущая ртуть

Употреблять щуку в пищу, оказывается, может быть небезопасно

Наука и жизнь
Мужчина не помогает по дому: как с этим бороться Мужчина не помогает по дому: как с этим бороться

Почему мужчины не помогают с домашней работой и что с этим можно сделать?

Psychologies
Камень на камень Камень на камень

Фантазия природы богата так, как человеку и не снилось

Вокруг света
На информационной игле: зачем люди читают бульварную хронику и фейковые новости На информационной игле: зачем люди читают бульварную хронику и фейковые новости

Социологи выяснили, почему мы так сильно привязываемся к информации

Вокруг света
Диалектика времени Диалектика времени

Как размышления о времени способствовали развитию человеческой цивилизации

Вокруг света
В черной-черной Русалочке: почему мы так реагируем на смену расы персонажа В черной-черной Русалочке: почему мы так реагируем на смену расы персонажа

Откуда столько ненависти к черной Русалочке?

VOICE
Альберт Эйнштейн: счастливые годы в Берне Альберт Эйнштейн: счастливые годы в Берне

С каким багажом Эйнштейн приехал в Берн и как он шел к своему «году чудес»

Наука и жизнь
Как очистить ковер в домашних условиях: ковер будет как новый Как очистить ковер в домашних условиях: ковер будет как новый

Теперь не нужно таскать тяжелый ковер на улицу, его можно очистить дома!

ТехИнсайдер
Охотник на студенток: история маньяка Бориса Гусакова, делавшего скульптуры из тел Охотник на студенток: история маньяка Бориса Гусакова, делавшего скульптуры из тел

До сих пор никто точно не знает, сколько жизней на совести этого преступника

VOICE
В зубном камне жертв майя из пещеры «Полуночного ужаса» нашли синие хлопковые волокна В зубном камне жертв майя из пещеры «Полуночного ужаса» нашли синие хлопковые волокна

Ученые исследовали зубы, найденные в пещере «Полуночного ужаса»

N+1
«Белая ворона — это классно!» «Белая ворона — это классно!»

У Елены Летучей говорящая фамилия. Она так много всего успевает в жизни

OK!
Жар-птичка средней полосы: где и как живет горихвостка Жар-птичка средней полосы: где и как живет горихвостка

Эта небольшая и свободолюбивая птица привлекает внимание ярким оперением самцов

Вокруг света
Искусство покупать: самые крупные продажи за всю историю ярмарки Cosmoscow Искусство покупать: самые крупные продажи за всю историю ярмарки Cosmoscow

Топ-продажи ярмарки современного искусства Cosmoscow прошлых лет

Forbes
Как научиться принимать то, что мы не можем изменить Как научиться принимать то, что мы не можем изменить

Отрывок из книги Массимо Пильюччи «Как быть стоиком»

Psychologies
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
У-вэй: 5 принципов философии «ничегонеделанья» — внедрите их в свою жизнь сегодня У-вэй: 5 принципов философии «ничегонеделанья» — внедрите их в свою жизнь сегодня

Как принципы у-вэй могут помочь человеку в современной жизни?

Psychologies
Топ-10 романтических фильмов о путешествии во времени — любовь творит чудеса! Топ-10 романтических фильмов о путешествии во времени — любовь творит чудеса!

Фильмы о том, что настоящей любви ничто не помеха — даже время!

VOICE
«Другая Россия». Исследования по истории русской эмиграции «Другая Россия». Исследования по истории русской эмиграции

Отрывок из книги «Другая Россия» — раскол внутри русской эмиграции

N+1
Лекарь Ее Величества: как гастроэнтеролог из Лондона стал личным врачом королевы Лекарь Ее Величества: как гастроэнтеролог из Лондона стал личным врачом королевы

Как появился институт придворных врачей британского королевского дома

Forbes
Как стать астрофотографом и делать красивые снимки космоса: простая инструкция Как стать астрофотографом и делать красивые снимки космоса: простая инструкция

Астрофотография требует большой практики и большого терпения

ТехИнсайдер
Открыть в приложении