«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

Твит дня: рьяная противница Трампа так ему похлопала, что стала героиней мемов (видео) Твит дня: рьяная противница Трампа так ему похлопала, что стала героиней мемов (видео)

Когда от овации до обструкции один шаг!

Maxim
Подключаем одну антенну к двум телевизорам: пошаговая инструкция разводки Подключаем одну антенну к двум телевизорам: пошаговая инструкция разводки

Делим эфирное телевещание с одной антенны на два телевизора

CHIP
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
«Гендерное разнообразие — двигатель на пути к инновациям»: 6 правил настоящего лидера от топ-менеджер «Санофи» «Гендерное разнообразие — двигатель на пути к инновациям»: 6 правил настоящего лидера от топ-менеджер «Санофи»

Участие женщин в руководстве компаний необходимо для успешного развития бизнеса

Forbes
В Пекин со своим самоваром. Что светит российскому бизнесу в Китае В Пекин со своим самоваром. Что светит российскому бизнесу в Китае

Экономика Китая производит гипнотическое впечатление на российских бизнесменов

Forbes
Не быть Харви Вайнштейном: почему фильм о крахе скандального продюсера не говорит о самом главном Не быть Харви Вайнштейном: почему фильм о крахе скандального продюсера не говорит о самом главном

Почему создатели фильма «Быть Харви Вайнштейном» «не докрутили» историю

Forbes
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
Здоровые привычки Здоровые привычки

Оздоровить свои пищевые привычки никогда не поздно

Yoga Journal
6 шагов к развитию эмоционального интеллекта 6 шагов к развитию эмоционального интеллекта

Как научиться понимать других – и как сделать так, чтобы они лучше понимали нас

Psychologies
Открыть кубышку: как России правильно потратить накопленные нефтедоллары Открыть кубышку: как России правильно потратить накопленные нефтедоллары

В последние полтора года российской экономике везло с нефтяными ценами

Forbes
Сердце не камень Сердце не камень

Дизайнер Арик Леви прославился скульптурами, воспевающими поэзию камня

AD
Алкогений: Шарль Бодлер Алкогений: Шарль Бодлер

Стремление людей к опьянению Бодлер объяснял «жаждой бесконечного»

Maxim
«И эта Барби будет представлять истца?». Адвокаты рассказывают, как их судят по костюму «И эта Барби будет представлять истца?». Адвокаты рассказывают, как их судят по костюму

Как дресс-код адвоката влияет на эффективность его работы?

Forbes
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
7 признаков, что вы самый настоящий газлайтер (пора с этим что-то делать) 7 признаков, что вы самый настоящий газлайтер (пора с этим что-то делать)

Материал будет полезен и в случае, если газлайтят вас, и если вы сами газлайтер

Playboy
Идеи для бизнеса. Три мнения о Volvo S90 Идеи для бизнеса. Три мнения о Volvo S90

Как шведам удалось почти догнать лидеров сегмента

РБК
5 типичных ошибок в утреннем макияже — предупреждает визажист 5 типичных ошибок в утреннем макияже — предупреждает визажист

Самые типичные моменты, на которые ты могла не обратить внимания

Cosmopolitan
В России опять август? К чему приведут страну неусвоенные уроки минувших кризисов В России опять август? К чему приведут страну неусвоенные уроки минувших кризисов

Для новейшей истории России август — тяжелый месяц

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

Кухонные комбайны, киновизоры и вафельницы — какими были советские гаджеты

РБК
Как бизнесмен из Новосибирска создал единую сим-карту для всего мира Как бизнесмен из Новосибирска создал единую сим-карту для всего мира

Drimsim пользуются сотни тысяч абонентов, среди которых Артемий Лебедев

Forbes
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
Беслан, девочка, окно. 15 лет спустя Беслан, девочка, окно. 15 лет спустя

Прошедшее и настоящее Аиды Сидаковой и ее мамы

Русский репортер
Авиакомпании сократили число рейсов в построенный Вексельбергом аэропорт Саратова Авиакомпании сократили число рейсов в построенный Вексельбергом аэропорт Саратова

«Аэрофлот» и S7 сократят количество рейсов в новый аэропорт Саратова

Forbes
#пронауку: надо ли делать 10 тыс. шагов в день #пронауку: надо ли делать 10 тыс. шагов в день

Почему не нужно гнаться за большим количеством шагов в день

РБК
Меньше – лучше? Меньше – лучше?

Оказывается, принц Гарри не на шутку обеспокоен проблемами экологии

Grazia
От ворот поворот От ворот поворот

«СтарХит» составил рейтинг самых обсуждаемых разведенок

StarHit
«Последний герой»: WSJ узнала, как Калви выманили в Москву перед арестом «Последний герой»: WSJ узнала, как Калви выманили в Москву перед арестом

Основатель Baring Vostok за несколько дней до своего ареста прилетел в Москву

Forbes
Что хочет женщина: как изменилась индустрия красоты в 2019 году Что хочет женщина: как изменилась индустрия красоты в 2019 году

На рынке косметики сложилась интересная ситуация

Forbes
Анастасия Чернобровина: «Стать мамой в сорок не страшно» Анастасия Чернобровина: «Стать мамой в сорок не страшно»

Ведущая программы «Утро России» о воспитании ребенка и травле в Интернете

StarHit
«А ведь я тебе так верил(а)!»: правила для тех, кому изменили «А ведь я тебе так верил(а)!»: правила для тех, кому изменили

Сталкиваясь с изменой, мы можем испытывать целую гамму чувств

Psychologies
Открыть в приложении