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

Рождение и гибель мегаполисов Рождение и гибель мегаполисов

Почему Вавилон пришел в упадок?

Вокруг света
Поведенческая экономика: 10 глупостей, которые мы совершаем Поведенческая экономика: 10 глупостей, которые мы совершаем

Что для вас важнее: деньги или безопасность?

Psychologies
Встреча со скарабеями Встреча со скарабеями

Священный скарабей — вероятно, самый известный в мире жук

Наука и жизнь
Гибрид «ридера» и бумаги: в Англии представили новый вид книг с дополненной реальностью Гибрид «ридера» и бумаги: в Англии представили новый вид книг с дополненной реальностью

Ученые поставили точку в вечном споре, какой вид книг лучше

Вокруг света
Растущий на обочине Растущий на обочине

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

Наука и жизнь
Как работать продуктивно и избегать стресса: 7 советов Как работать продуктивно и избегать стресса: 7 советов

Как справиться со стрессом и нехваткой времени

Psychologies
Путь к океану Путь к океану

Если вы хотите узнать Кению, надо проехать хотя бы полстраны

Вокруг света
Неумелые и растерянные: как реклама создает стереотипы о женщинах Неумелые и растерянные: как реклама создает стереотипы о женщинах

Сексизм в рекламе выражается не только в сексуальной объективации женщин

Forbes
Ненужная, но вездесущая ртуть Ненужная, но вездесущая ртуть

Употреблять щуку в пищу, оказывается, может быть небезопасно

Наука и жизнь
Рубенс на природе: разбираемся, что скрывается за пейзажами одного из основоположников барокко Рубенс на природе: разбираемся, что скрывается за пейзажами одного из основоположников барокко

Речь пойдет о Питере Пауле Рубенсе, дуализме, стоицизме и прочих воззрениях

Правила жизни
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
Сколько весит Британская корона? Краткая история тысячелетней монархии Сколько весит Британская корона? Краткая история тысячелетней монархии

Британская монархия — это красиво

ТехИнсайдер
Студент Эйнштейн Студент Эйнштейн

Путь Эйнштейна в науку был совсем не таким прямым и естественным

Наука и жизнь
Живут в кипятке миллионы лет и лакомятся нефтью: что нам известно о самых живучих существах на Земле? Живут в кипятке миллионы лет и лакомятся нефтью: что нам известно о самых живучих существах на Земле?

«Микроб не гризли, ошейник не наденешь», — говорят о термофилах биологи

Вокруг света
Марс, древняя жизнь и… утки Марс, древняя жизнь и… утки

«Утиный тест» — популярный способ протестировать очевидность происходящего

Наука и жизнь
Контракты и трансферы в футболе = рабство? Игроки теряют свободу за большие деньги Контракты и трансферы в футболе = рабство? Игроки теряют свободу за большие деньги

Современные контракты игроков — юридические наручники

Maxim
Плутон. В долине гранатовых «льдов» Плутон. В долине гранатовых «льдов»

Что могли бы увидеть земляне, оказавшись посреди гладких льдов Плутона?

Наука и жизнь
Режиссеры, сильно ругавшие свои фильмы Режиссеры, сильно ругавшие свои фильмы

Вообще-то свои фильмы принято хвалить, но не все придерживаются этого правила

Maxim
«Я недостойна быть любимой»: как травмы детства влияют на отношения в паре «Я недостойна быть любимой»: как травмы детства влияют на отношения в паре

Как справиться с укоренившимися установками из детства

Psychologies
Почему появляются белые пятна на ногтях и что с этим делать Почему появляются белые пятна на ногтях и что с этим делать

Почему возникают белые пятна на ногтях?

РБК
Без дорогих шампуней: как избавиться от перхоти натуральными средствами Без дорогих шампуней: как избавиться от перхоти натуральными средствами

Экстренные методы борьбы с перхотью в домашних условиях

ТехИнсайдер
Гендерные стереотипы: почему мы сомневаемся в компетентности женщин Гендерные стереотипы: почему мы сомневаемся в компетентности женщин

Как гендерные стереотипы мешают нам оценивать профессионализмов людей?

Psychologies
9 фраз, которые мужчины терпеть не могут 9 фраз, которые мужчины терпеть не могут

Фразы, которые задевают мужское самолюбие

Psychologies
Как выбрать для ребенка подходящий кружок или секцию? Отвечает педагог Дима Зицер Как выбрать для ребенка подходящий кружок или секцию? Отвечает педагог Дима Зицер

Какие внешкольные занятия подойдут ребенку?

СНОБ
Почему «мокрые» укладки так популярны и как их правильно делать Почему «мокрые» укладки так популярны и как их правильно делать

Что такое эффект мокрых волос, какие средства использовать для укладки

РБК
Археологи обнаружили на Тамани бронзовую статуэтку Юпитера Археологи обнаружили на Тамани бронзовую статуэтку Юпитера

Археологи исследовали древнее городище Красный Октябрь-1

N+1
Появление первых рептилий-планеристов связали с возросшей густотой пермских лесов Появление первых рептилий-планеристов связали с возросшей густотой пермских лесов

Одной из первых планирующих рептилий был целурозавравус

N+1
Инженеры научились бесконтактно тыкать в сенсорный экран Инженеры научились бесконтактно тыкать в сенсорный экран

GhostTouch, который позволяет бесконтактно управлять сенсорными экранами

N+1
«Мода — для дураков»: что стоит за отрицанием трендов «Мода — для дураков»: что стоит за отрицанием трендов

Что стоит за демонстративным нежеланием одеваться по моде

Psychologies
Как стать успешным, отказавшись от двух слов и применив одно «правило Джобса» Как стать успешным, отказавшись от двух слов и применив одно «правило Джобса»

Если следовать за мечтой и отказаться от «но», можно многое изменить в жизни

Psychologies
Открыть в приложении