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

Александр, сын Ярослава Александр, сын Ярослава

Почему мы почти ничего не знаем об Александре Невском

Дилетант
Древняя история шоколада: как появилась самая популярная сладость в мире Древняя история шоколада: как появилась самая популярная сладость в мире

Где родина шоколада и как вышло, что он так удачно влился в мировую культуру?

TechInsider
Погружение в Африку Погружение в Африку

Маршрут доктора Дэвида Ливингстона вглубь Африки спустя 160 лет

Вокруг света
Заюшки Заюшки

Вера Богданова стремительно ворвалась в литературу

Правила жизни
Растущий на обочине Растущий на обочине

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

Наука и жизнь
«Король уродцев»: история «получеловека» Джонни Экка «Король уродцев»: история «получеловека» Джонни Экка

«Если я захочу увидеть уродов, я просто выгляну в окно», — говорил Джонни Экк

VOICE
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
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!

TechInsider
Путь к океану Путь к океану

Если вы хотите узнать Кению, надо проехать хотя бы полстраны

Вокруг света
Опасная химия: как гормоны портят твои отношения с мужчиной Опасная химия: как гормоны портят твои отношения с мужчиной

Спойлер: гормоны заставляют тебя делать глупости

VOICE
Деревянные выборы Деревянные выборы

Самые интересные деревья мира

Вокруг света
«Довести до конца»: актер Алан Рикман думал над уходом из киносерии о Гарри Поттере «Довести до конца»: актер Алан Рикман думал над уходом из киносерии о Гарри Поттере

Отрывки из дневников актера Алана Рикмана

Forbes
Виктор Цой. 1980 – 1983 Виктор Цой. 1980 – 1983

В компанию к панк-музыканту по прозвищу Свин попадает Виктор Цой

Esquire
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
Черное дело Черное дело

Традиционное – не значит устаревшее, считают Елена и Олег Малышевы

Вокруг света
Чтение на 15 минут: «Ариадна Эфрон: рассказанная жизнь» Чтение на 15 минут: «Ариадна Эфрон: рассказанная жизнь»

Отрывок из сборника рассказов дочери Марины Цветаевой Ариадны Эфрон

Arzamas
Расширяемся! Расширяемся!

Блокировщик рекламы, менеджер паролей и еще 5 полезных функций твоего браузера

Лиза
Пора отделить коноплю от марихуаны Пора отделить коноплю от марихуаны

Компания Smart Hemp наладила полный цикл производства продукции из конопли

Эксперт
Астрономы нашли следы самых первых звезд во Вселенной Астрономы нашли следы самых первых звезд во Вселенной

Первые звезды сгорели, чтобы стать материалом для новых галактик и звезд

TechInsider
Как сверхтвердая форма алмаза оказалась внутри редких метеоритов: загадка лонсдейлита Как сверхтвердая форма алмаза оказалась внутри редких метеоритов: загадка лонсдейлита

Почему особую форму алмаза продолжают находить внутри метеоритов редкого типа

TechInsider
Что такое бессульфатные шампуни и зачем ими пользоваться Что такое бессульфатные шампуни и зачем ими пользоваться

Так ли опасны сульфаты в шампунях и чем их можно заменить

РБК
Палитра красок Палитра красок

Каждый день гармонично сочетать шесть вкусов позволяет комбинация блюд – тхали

Вокруг света
Употребление любого вида кофе снизило смертность от всех причин Употребление любого вида кофе снизило смертность от всех причин

Употребление кофе снижает сердечно-сосудистую заболеваемость

N+1
Как мужчине выбрать себе украшение, а как — лучше не надо Как мужчине выбрать себе украшение, а как — лучше не надо

Браслеты, серьги и кольца: как выбрать мужское украшение?

Maxim
Бекон горя: как перестать заедать стресс Бекон горя: как перестать заедать стресс

Рассказываем, как избежать заедания эмоций

Правила жизни
«Американская двухпартийность. От Джорджа Вашингтона до Джо Байдена». Как менялись партийные системы США «Американская двухпартийность. От Джорджа Вашингтона до Джо Байдена». Как менялись партийные системы США

Противостояние Демократической и Республиканской партий США

N+1
Прийти в форму к Новому году за 15 минут в день — делай дома перед телевизором Прийти в форму к Новому году за 15 минут в день — делай дома перед телевизором

Как можно быстро и правильно похудеть?

VOICE
Прием парацетамола беременными связали с нарушениями сна и внимания у детей Прием парацетамола беременными связали с нарушениями сна и внимания у детей

Прием парацетамола во время беременности связан с риском нарушений сна у ребенка

N+1
На замену газу пришла вода На замену газу пришла вода

Технология, которая заменяет в холодильном оборудовании фреон обычной водой

Эксперт
«Я календарь переверну»: в чем феномен хита Михаила Шуфутинского про 3 сентября «Я календарь переверну»: в чем феномен хита Михаила Шуфутинского про 3 сентября

Как песня Михаила Шуфутинского стала мемом?

Psychologies
Открыть в приложении