«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

Анна Седокова Анна Седокова

Наверное, она уже привыкла к эпитетам «горячая», «аппетитная», «сочная»

Playboy
На высшем уровне На высшем уровне

Квартира в самом высоком жилом здании Минска

SALON-Interior
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
Лучшие ноутбуки для школьников и студентов: для учебы и не только Лучшие ноутбуки для школьников и студентов: для учебы и не только

Выбираем хороший ноутбук для учебы, который будет служить верой и правдой

CHIP
Мама дорогая! Мама дорогая!

Эти женщины – не просто счастливые мамы, но и успешные предприниматели

Cosmopolitan
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
Amazon, помоги Амазонии: пользователи Twitter призвали Безоса посодействовать борьбе с лесными пожарами Amazon, помоги Амазонии: пользователи Twitter призвали Безоса посодействовать борьбе с лесными пожарами

Пользователи Twitter просят основателя Amazon помочь в борьбе с лесными пожарами

Forbes
Становимся независимыми от электричества: выбираем генератор для дома Становимся независимыми от электричества: выбираем генератор для дома

Какие типы генераторов существуют, и как подобрать подходящую модель?

CHIP
Korovka from Korenovka. Как любимое мороженное Путина, произведенное под Краснодаром, оказалось на прилавках в США Korovka from Korenovka. Как любимое мороженное Путина, произведенное под Краснодаром, оказалось на прилавках в США

Почему продукция Кореновского молочно-консервного комбината нравится Путину

СНОБ
Volkswagen затеял глобальную перестройку. Что ждет компанию? Volkswagen затеял глобальную перестройку. Что ждет компанию?

Бренд стоит на пороге самых масштабных изменений в истории

РБК
Уссу качнули права Уссу качнули права

Почему чиновники не умеют говорить с народом

Русский репортер
«Siri, ты любила когда-нибудь?»: о чем чат-боты говорят друг с другом «Siri, ты любила когда-нибудь?»: о чем чат-боты говорят друг с другом

Как выглядит первая в мире социология чат-ботов?

Forbes
Мы бодры, веселы Мы бодры, веселы

Три успешные женщины рассказывают о том, как сражались с бессилием и апатией

Vogue
Надежда Оболенцева и Резо Гигинеишвили: «Любовь – это принятие, понимание и прощение» Надежда Оболенцева и Резо Гигинеишвили: «Любовь – это принятие, понимание и прощение»

Зачем люди женятся и есть ли в браке личное пространство

Grazia
«Людей надо чем-то кормить»: как российский бизнес зарабатывает миллионы на продуктовом эмбарго «Людей надо чем-то кормить»: как российский бизнес зарабатывает миллионы на продуктовом эмбарго

Пока потребители били тревогу, малый бизнес учился замещать исчезнувшие товары

Forbes
Разговаривая с незнакомцами, мы становимся счастливее Разговаривая с незнакомцами, мы становимся счастливее

Общение даже со случайными попутчиками делает нас чуточку счастливее

Psychologies
Эмиссар Грефа: Как бывший менеджер Сбербанка ищет в Долине технологии для россиян Эмиссар Грефа: Как бывший менеджер Сбербанка ищет в Долине технологии для россиян

Бывший топ-менеджер Сбербанка Виктор Орловский ищет в Кремниевой долине стартапы

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
Вера в женское предпринимательство — это шаг к будущему банкротству Вера в женское предпринимательство — это шаг к будущему банкротству

Почему «женское предпринимательство» — миф?

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

7-я Международная ярмарка современного искусства Cosmoscow

Cosmopolitan
Тест DSLR-камеры Canon EOS 250D: все лучшее, плюс UHD Тест DSLR-камеры Canon EOS 250D: все лучшее, плюс UHD

Canon EOS 250D является первой моделью производителя в данном классе

CHIP
10 выдержанных истин о вине 10 выдержанных истин о вине

Необязательно быть сомелье, чтобы дегустация вина приносила удовольствие

Playboy
Как одевался Питер Фонда на экране и в жизни Как одевался Питер Фонда на экране и в жизни

Актера Питера Фонды не стало 16 августа

Esquire
Любить. Заботиться... Ругаться! Любить. Заботиться... Ругаться!

Доверие возможно только тогда, когда мы не держим камня за пазухой

Psychologies
Депутатская неожиданность: 13 цитат наших политиков, после которых так и тянет оскорбить власть Депутатская неожиданность: 13 цитат наших политиков, после которых так и тянет оскорбить власть

Политики и депутаты иногда бывают удивительно честными

Maxim
Вредно ли запивать еду? Что лучше: есть + пить или сначала есть, а потом пить Вредно ли запивать еду? Что лучше: есть + пить или сначала есть, а потом пить

Можно ли пить во время еды

Playboy
Новый закон и старые грехи: почему предприниматели продолжат опасаться за зарубежные активы Новый закон и старые грехи: почему предприниматели продолжат опасаться за зарубежные активы

Закон о корректировке валютного регулирования и контроля — хорошая новость

Forbes
«Спектр-РГ» «Спектр-РГ»

Обсерватория для нового обзора неба

Наука и жизнь
Загадочная скульптура во дворе ЦРУ, текст на которой не могут расшифровать уже почти 30 лет Загадочная скульптура во дворе ЦРУ, текст на которой не могут расшифровать уже почти 30 лет

Загадка, над которой бьется уже второе поколение криптологов

Maxim
Девайсы из СССР: 9 прообразов современной техники Девайсы из СССР: 9 прообразов современной техники

Кухонные комбайны, киновизоры и вафельницы — какими были советские гаджеты

РБК
Открыть в приложении