Рентгеновская астрономия - это довольно малоизученный раздел астрономии в целом. Крупнейшие телескопы, такие как Хаббл и Джеймс Уэбб, даже не затрагивают эту полосу пропускания. А "Чандра", самая мощная космическая рентгеновская обсерватория на сегодняшний день, известна гораздо меньше. Однако некоторые из самых интересных явлений во Вселенной можно по-настоящему понять только с помощью рентгеновских лучей, и жаль, что эта наука не привлекает к себе большего внимания.
Кимберли Уивер из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА надеется изменить это представление, поскольку она работает над грантом Института передовых концепций НАСА (NIAC) на разработку рентгеновского интерферометра в космосе, который может позволить нам впервые увидеть, что является причиной энергии, стоящей за сверхмассивными черными дырами.
На протяжении десятилетий Chandra был рабочей лошадкой. Первоначально запущенный в 1999 году, он собрал множество рентгеновских данных о всевозможных объектах по всей Вселенной. Но на данный момент его аппаратуре уже более 25 лет, и за это время чувствительность рентгеновского оборудования значительно повысилась. К 2029 году планируется также свернуть его из-за сокращения бюджета НАСА.
Но есть одна вещь, которую "Чандра" не может сделать, - это получить данные интерферометрии. Она оснащена двумя приборами — передовым ПЗС-спектрометром и камерой высокого разрешения, которые в основном отвечают за получение рентгеновских изображений. Однако его разрешение ограничено примерно 0,5–1 угловой секундой, что делает выявление деталей массивных объектов, удаленных от нас на миллионы световых лет, таких как сверхмассивные черные дыры, по меньшей мере сложной задачей.
В проекте Accretion Explorer (AE), предложенном доктором Уивером, используется совершенно иной подход. Согласно пресс-релизу NIAC, исследование первой фазы "будет сосредоточено на большом свободно летающем рентгеновском интерферометре".
Интерферометры, вероятно, наиболее известны благодаря первому обнаружению гравитационных волн в 2016 году. Идея, лежащая в основе AE, основана на концепции лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO) и масштабируется до космических масштабов, но с использованием рентгеновских лучей. И это будет нечто большее, чем просто две линии, составляющие LIGO.
У AE будет несколько зеркальных аппаратов, плавающих независимо от материнского корабля с датчиком. Их точное позиционирование по сравнению друг с другом и с материнским кораблем абсолютно необходимо для успеха миссии. Когда рентгеновский луч попадает на один из отдельных зеркальных аппаратов, зеркало на нем устанавливается таким образом, чтобы отражать рентгеновский луч обратно к детекторному аппарату. Если на них направлено достаточное количество зеркальных аппаратов и рентгеновские лучи регистрируются с одного и того же направления, то каждое соединение между ними и более крупным детекторным аппаратом будет работать как "базовая линия" интерферометра.
В рамках первого этапа гранта доктор Уивер и ее команда определят, как оптимизировать расположение зеркал и технические детали, например, какая чувствительность детектора необходима для различения определенных энергий рентгеновского излучения, имеющих решающее значение для понимания мегаобъектов, таких как сверхмассивные черные дыры.
Некоторые базовые технологии, такие как методы точного позиционирования и стабильного управления, которые обеспечивали бы бесперебойную работу системы, могли бы быть полезны и за пределами этого космического проекта. Однако, учитывая огромные расстояния между различными базовыми частями, неясно, насколько они пригодились бы на Земле. Но если NIAC в чем-то и хорош, так это в поддержке безумных идей, которые на более поздних этапах разработки становятся жизнеспособными проектами. Возможно, на этот раз им даже удастся привлечь внимание к рентгеновской астрономии.
