«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

Цвет настроения бурый Цвет настроения бурый

Медведи мы или не медведи — вот в чем вопрос

Русский репортер
Новый Suzuki Jimny. Больше чем просто больше Новый Suzuki Jimny. Больше чем просто больше

Suzuki JB23, который мы и европейцы называем Jimny, уже очень стар

4x4 Club
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
Большая игра Большая игра

Grazia составила список самых необычных детских ресторанов Москвы

Grazia
«Самая дорогая штука на земле — время». Правила потребления основателя YouDo Дениса Кутергина «Самая дорогая штука на земле — время». Правила потребления основателя YouDo Дениса Кутергина

Основатель сервиса YouDo Денис Кутергин о том, как стал продавцом времени

Forbes
Уловки госконтракта: почему банковская гарантия не гарантирует от СИЗО Уловки госконтракта: почему банковская гарантия не гарантирует от СИЗО

Когда банковская гарантия или залог исключают мошенничество?

Forbes
Восстановиться после развода: 7 советов психотерапевта Восстановиться после развода: 7 советов психотерапевта

Разрыв отношений — всегда болезненный период, причем для обеих сторон

Psychologies
Кто такие Трескодёры? Рыболовная экспедиция в Териберку Кто такие Трескодёры? Рыболовная экспедиция в Териберку

Посёлок в Мурманской области превратился в одно из самых посещаемых мест Севера

4x4 Club
Чернобыльское досье КГБ Чернобыльское досье КГБ

Украинская власть за последние годы рассекретила огромный массив документов КГБ

Дилетант
Краткий курс перезагрузки Краткий курс перезагрузки

Курская область стремится к лидерству по инвестиционной привлекательности

РБК
Андрей Дмитриев: В моей кровати спала Софи Марсо Андрей Дмитриев: В моей кровати спала Софи Марсо

Легендарный эстет Андрей Дмитриев создал идеальную петербургскую квартиру

Собака.ru
Где купить украшения для мужчины: 12 модных брендов Где купить украшения для мужчины: 12 модных брендов

12 марок, создающих мужские украшения — от минималистичных до массивных

Esquire
Улыбка Моны Лизы Улыбка Моны Лизы

Софья Каштанова о том, почему она не рассказывает об отце ребенка

OK!
Тело в дело: как прошел спортивный кемп #SlimFitClub в Санкт-Морице Тело в дело: как прошел спортивный кемп #SlimFitClub в Санкт-Морице

Екатерина Чемагина на три дня стала курсантом #SlimFitClub в Санкт-Морице

РБК
Зачем мы бегаем? Зачем мы бегаем?

Что заставляет людей изнурительно тренироваться?

Psychologies
«И тут возвращается муж…»: правила для тех, кто изменяет «И тут возвращается муж…»: правила для тех, кто изменяет

Предположим, что у вас роман на стороне, и ваш постоянный партнер об этом узнал

Psychologies
Лучше антидепрессантов: 10 неожиданных вещей, которым вы можете научиться на паруснике Лучше антидепрессантов: 10 неожиданных вещей, которым вы можете научиться на паруснике

Такое путешествие научит вас стойкости и избавит от депрессии

Forbes
От ворот поворот От ворот поворот

«СтарХит» составил рейтинг самых обсуждаемых разведенок

StarHit
Так оно и вышло Так оно и вышло

Прием ведет Джеймс Макэвой, специалист по расщеплению личности

Glamour
«Кризис партийного представительства»: все меньше россиян поддерживают парламентские партии «Кризис партийного представительства»: все меньше россиян поддерживают парламентские партии

Систему выборов в Госдуму лучше пока не менять

Forbes
Как успевать заботиться о себе, если вы тратите все время и силы на других Как успевать заботиться о себе, если вы тратите все время и силы на других

Тратите все силы и время на помощь другим, а на вас самих уже ничего не остается

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
До последней капли До последней капли

Чулпан Хаматова — о новом сериале и новом взгляде на благотворительность

Vogue
В Кремниевой долине появилась компания-«единорог» с равной оплатой труда мужчин и женщин В Кремниевой долине появилась компания-«единорог» с равной оплатой труда мужчин и женщин

Внутренний аудит сервиса Lyft за 2019 год показал удивительные результаты

Forbes
Какой радар-детектор выбрать для города и путешествий? Какой радар-детектор выбрать для города и путешествий?

Чем они отличаются радар-детекторы и как их правильно выбирать

CHIP
Рукописи не горят Рукописи не горят

Интервью в честь выхода интерактивной книги «Леонид Агутин. Безграничная музыка»

OK!
Артем Ткаченко: «Я – мягкий и любящий!» Артем Ткаченко: «Я – мягкий и любящий!»

Актер Артем Ткаченко рассказал, почему дружит с бывшими женами

StarHit
Госкапитализм вместо олигархов. Что произошло с экономикой за двадцатилетку Путина Госкапитализм вместо олигархов. Что произошло с экономикой за двадцатилетку Путина

Двадцатилетка Путина оказалась противоречивой для экономики страны

Forbes
5 потрясающих пляжей, где вас обязательно съедят... или убьют 5 потрясающих пляжей, где вас обязательно съедят... или убьют

Многие места на планете на деле являются смертельными ловушками

Популярная механика
«Ты должна встать в шесть утра и к восьми быть в форме». Правила бизнеса Аллы Вербер «Ты должна встать в шесть утра и к восьми быть в форме». Правила бизнеса Аллы Вербер

6 августа на 62-м году жизни скончалась вице-президент компании Mercury

Forbes
Открыть в приложении