«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

Бизнесменская зорька Бизнесменская зорька

Вероника Романова – ведущая утренней программы «Стартап» на канале «РБК»

Maxim
Бабушкин гарнитур. Какие российские интерьеры вышли из моды навсегда Бабушкин гарнитур. Какие российские интерьеры вышли из моды навсегда

Тренды, которые за 10-15 лет успели устареть

Forbes
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
«Чудо в кукурузном поле»: как пилоты A321 совершили почти невозможное, действуя не по инструкции «Чудо в кукурузном поле»: как пилоты A321 совершили почти невозможное, действуя не по инструкции

Почему случившееся в Подмосковье похоже на чудо

Esquire
Глава направления аксессуаров Bvlgari — о дизайне сумок и украшений Глава направления аксессуаров Bvlgari — о дизайне сумок и украшений

Мирейя Лопес Монтойя рассказала, сколько сумок нужно женщине для счастья

РБК
Благими намерениями вымощена дорога в чат Благими намерениями вымощена дорога в чат

Как закрыть глаза на мемасики с видосиками и полюбить родительские чаты

Tatler
И это всё о нём И это всё о нём

Arte Brotto — марка, которая более полувека работает с деревом

SALON-Interior
Потребительская корзина: женщинам предлагают меньше есть и меньше тратить Потребительская корзина: женщинам предлагают меньше есть и меньше тратить

Специалисты предлагают разделить потребительскую корзину по половому признаку

Cosmopolitan
Как снять защитное стекло со смартфона: пошаговая инструкция Как снять защитное стекло со смартфона: пошаговая инструкция

Мы расскажем, как для замены снять защитное стекло самостоятельно

CHIP
Стив Джобс 70-х: как Джон Делореан создал автомобиль из фильма «Назад в будущее» и потерял всё Стив Джобс 70-х: как Джон Делореан создал автомобиль из фильма «Назад в будущее» и потерял всё

Биография Джона Делореана — это история визионера, мечта которого не сбылась

Forbes
Пикник «Афиши» 2019: подробный гид от «п» до «и» Пикник «Афиши» 2019: подробный гид от «п» до «и»

3 августа с 12.00 до 23.00 в «Коломенском» пройдет Пикник «Афиши»

Maxim
«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
Голос темнокожих женщин. Лауреат Нобелевской премии по литературе Тони Моррисон умерла 5 августа в возрасте 88 лет Голос темнокожих женщин. Лауреат Нобелевской премии по литературе Тони Моррисон умерла 5 августа в возрасте 88 лет

Отрывок из романа Тони Моррисон «Возлюбленная»

Forbes
В группе поддержки В группе поддержки

Надо ли вставать на сторону мужа, когда он не прав

Лиза
Вопросы Веры Вопросы Веры

Вера Брежнева — о том, что лишь недавно стала чувствовать себя красивой

Vogue
6 самых безумных диет, на которых сидели звезды (от Монро до Джобса) 6 самых безумных диет, на которых сидели звезды (от Монро до Джобса)

Стоит ли потеря нескольких кило твоего здоровья

Playboy
Алла Довлатова: «Хочу обмануть время и быть молодой!» Алла Довлатова: «Хочу обмануть время и быть молодой!»

Радиоведущая рассказала, что связывает ее с бывшем мужем Тины Канделаки

StarHit
«Я толстая. Ну и что?» «Я толстая. Ну и что?»

Фэтшейминг — одно из самых неприглядных явлений в современном обществе

Psychologies
9 типичных советов про отношения, от которых больше вреда, чем пользы 9 типичных советов про отношения, от которых больше вреда, чем пользы

Некоторые из «добрых советов» на самом деле вернее назвать «вредными»

Playboy
Скажу за всю Одессу Скажу за всю Одессу

Евгений Цыганов — о любви во время холеры и настоящих мужчинах

Vogue
Производители прослушки увеличили прибыль до 300% после «закона Яровой» Производители прослушки увеличили прибыль до 300% после «закона Яровой»

Производители прослушивающих устройств увеличили прибыль почти до 300%

Forbes
Уроки «Рассказа служанки»: может ли Россия превратиться в тоталитарное общество, где насилуют и угнетают женщин Уроки «Рассказа служанки»: может ли Россия превратиться в тоталитарное общество, где насилуют и угнетают женщин

О физическом и психологическом насилии над женщинами в семье и обществе

Forbes
Ярмарка современного искусства Cosmoscow проанонсировала программу 2019 года Ярмарка современного искусства Cosmoscow проанонсировала программу 2019 года

7-я Международная ярмарка современного искусства Cosmoscow

Cosmopolitan
6 известных актеров, снимавшихся пьяными (от Марго Робби до Гари Олдмана) 6 известных актеров, снимавшихся пьяными (от Марго Робби до Гари Олдмана)

Выпил на работе, и это зафиксировала камера

Playboy
Найти равновесие Найти равновесие

Интерьер подмосковного дома на контрасте классики и современных мотивов

SALON-Interior
Одна вокруг света. Килиманджаро, которая осталась непокоренной Одна вокруг света. Килиманджаро, которая осталась непокоренной

39-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и ее собаки

Forbes
Центр Москвы оставят без такси. Новый запрет уже тестируют Центр Москвы оставят без такси. Новый запрет уже тестируют

«Яндекс.Такси» тестирует блокировку вызовов по адресам, где запрещена остановка

РБК
10 полезных функций Viber, о которых вы не догадываетесь 10 полезных функций Viber, о которых вы не догадываетесь

Рассказываем об интересных функциях Viber

CHIP
Однажды в Италии Однажды в Италии

Екатерина Волкова с семьей попыталась объять необъятное

OK!
Как получить должность мечты: инструкция по трудоустройству в ведущие западные компании Как получить должность мечты: инструкция по трудоустройству в ведущие западные компании

Какие лайфхаки важно знать, чтобы пройти собеседование в международные банки?

Forbes
Открыть в приложении