|
Некоторые из самых больших загадок Вселенной
|
|
|
|
НАСА готовится к запуску космической обсерватории, которая может помочь разрешить некоторые из самых больших загадок современной астрономии. Космический телескоп имени Нэнси Грейс Роман будет изучать, как зародилась Вселенная, из чего она состоит и как она эволюционировала с течением времени.
|
|
|
|
Обсерватория названа в честь первой главы астрономического отдела НАСА и первой женщины-руководителя организации. Нэнси Грейс Роман, скончавшаяся в 2018 году в возрасте 93 лет, внесла важный вклад в наше понимание звезд и сыграла решающую роль в формировании космической астрономической программы НАСА.
|
|
|
|
Телескоп находится на завершающей стадии подготовки к запуску, который должен состояться с космодрома имени Кеннеди во Флориде в конце августа. Запуск опережает первоначальный график на восемь месяцев и проходит с меньшими затратами, чем планировалось — редкое достижение для флагманской миссии НАСА.
|
|
|
|
В отличие от космического телескопа имени Джеймса Уэбба, который предназначен для изучения отдельных объектов с исключительной детализацией, обсерватория имени Романа создана для масштабного исследования неба. Он охватит обширные области космоса, что позволит астрономам составить гораздо более широкую картину Вселенной и её изменений.
|
|
|
|
У «Романа» необычная история. Он начал свою жизнь как «запасной» спутник-шпион, подаренный НАСА американским правительственным агентством, ответственным за сбор разведывательной информации из космоса.
|
|
|
|
|
|
|
«Роман» несёт на борту два основных прибора, добавленных НАСА: широкоугольный прибор и коронограф. Широкоугольный прибор будет обнаруживать инфракрасное излучение, исходящее из Вселенной. Длина волн инфракрасного света немного больше, чем у видимого света. Это позволяет прибору видеть сквозь космическую пыль и заглядывать глубже в космос.
|
|
|
|
Его поле зрения — то, какую часть неба он видит, когда направлен в определённом направлении, — примерно в 100 раз больше, чем у инфракрасной камеры космического телескопа «Хаббл», но с аналогичной резкостью. Возможности широкоугольного прибора также означают, что он может исследовать космос примерно в 1000 раз быстрее, чем «Хаббл». Наблюдения, которые заняли бы у «Хаббла» столетия, могут быть выполнены «Романом» за гораздо меньшее время.
|
|
|
|
Коронограф предназначен для блокирования подавляющего света близлежащих звезд. Идея немного похожа на то, как если бы вы поднесли руку к Солнцу, чтобы было легче увидеть что-то слабое рядом с ним.
|
|
|
|
Подавляя звездный свет, коронограф позволит астрономам тестировать методы прямой визуализации слабых планет и дисков пыли и газа вокруг других звезд.
|
|
|
|
Ожидается, что за время своей миссии телескоп «Роман» обнаружит миллиарды галактик и десятки миллиардов звезд. Сочетание масштаба и точности обеспечивает телескопу его мощь. Он сможет увидеть достаточно большую часть неба, чтобы выявить общие космические закономерности, одновременно измеряя галактики и звезды достаточно точно, чтобы обнаружить небольшие, но важные эффекты.
|
|
Космическая эволюция
|
|
|
|
Современная космология — наука об истоках и эволюции Вселенной — основана на удивительно успешной модели. Согласно этой модели Вселенной, обычная материя — вещество, из которого состоят звезды, планеты и люди — составляет лишь малую долю всего, что существует во Вселенной. Остальная часть космоса состоит из двух невидимых, загадочных компонентов.
|
|
|
|
Первая составляющая — тёмная материя, которая составляет около 25% Вселенной. Эта форма материи не отражает и не поглощает свет, однако её гравитационное притяжение помогает удерживать галактики вместе. Миссия может помочь пролить свет на природу тёмной материи, отслеживая, как она влияла на формирование галактик в разные эпохи космической истории.
|
|
|
|
Второй невидимый компонент — тёмная энергия, которая составляет около 70% Вселенной. Её точная природа остаётся неясной, но тёмная энергия вызывает ускоренное расширение Вселенной. В течение десятилетий астрономы предполагали, что она постоянна или однородна. Однако недавние результаты указывают на то, что тёмная энергия может меняться со временем. Миссия «Роман» проверит эти противоречивые идеи.
|
|
|
|
Если тёмная энергия постоянна, это указывает на Вселенную, которая продолжает расширяться вечно. Если тёмная энергия меняется, это может указывать на новую физику, выходящую за рамки наших нынешних теорий.
|
|
|
|
Миссия «Роман» может помочь решить давнюю загадку: почему мы наблюдаем Вселенную в момент, когда плотности материи и тёмной энергии примерно сопоставимы. В ранней Вселенной доминировала материя.
|
|
|
|
В далёком будущем ожидается полное доминирование тёмной энергии. Нынешняя эпоха, по-видимому, является переходным периодом между ними — космическим перерывом, длящимся миллиарды лет, но кратким по продолжительности существования Вселенной.
|
|
|
|
Это может быть простое совпадение или ключ к новым открытиям о космосе. Например, возможно, тёмная энергия меняется со временем, гравитация ведёт себя по-разному в космических масштабах или в нашей модели Вселенной отсутствует какой-то компонент. Для различения этих сценариев потребуются наблюдения на протяжении огромных промежутков космического времени — именно такие данные предоставит Роман.
|
|
|
|
Научные исследования космического аппарата «Роман» выходят далеко за рамки изучения темной энергии. Он проведет самое масштабное на сегодняшний день исследование планет за пределами нашей Солнечной системы, обнаружив тысячи новых миров с помощью метода, называемого гравитационным микролинзированием.
|
|
|
|
Микролинзирование происходит, когда гравитация звезды переднего плана кратковременно искривляет и увеличивает свет от более далекой звезды заднего плана — действуя как естественная увеличительная линза, проходящая между нами и далеким объектом. Если у звезды переднего плана есть планета, эта планета может создать небольшое дополнительное усиление сигнала, выявив свое присутствие.
|
|
|
|
Многие из этих экзопланет было бы трудно обнаружить с помощью двух наиболее распространенных методов обнаружения экзопланет — транзитного метода и метода радиальной скорости. Используя микролинзирование, «Роман» мог бы обнаружить планеты на широких орбитах, планеты малой массы и даже свободно плавающие миры, не связанные ни с одной звездой.
|
|
|
|
«Роман» также является частью новой эры обзорной астрономии. Его широкие возможности ставят его в один ряд с другими крупными миссиями. Космическая миссия «Евклид» Европейского космического агентства картирует миллиарды галактик для изучения темной материи и темной энергии. Обсерватория Веры К. Рубин, построенная на вершине горы в Чили, будет многократно сканировать южное небо.
|
|
|
|
Вместе эти обсерватории помогут астрономам составить карту Вселенной в различных диапазонах длин волн, расстояний и временных масштабах.
|
|
|
|
Обсерватория «Роман» также будет работать с космическим телескопом Джеймса Уэбба, выявляя крупномасштабные закономерности и необычные объекты на небе, которые Уэбб затем сможет детально изучить. Такое сочетание широты и глубины становится все более важным в современной астрономии.
|
|
|
|
Наибольшее влияние «Романа» может заключаться в неожиданных открытиях. Благодаря многократным наблюдениям больших участков неба он обнаружит редкие события и ранее невиданные явления. Для астрономов это один из самых захватывающих аспектов миссии.
|
|
|
|
Картируя Вселенную с беспрецедентной детализацией, телескоп «Роман» станет мощным инструментом проверки нашего нынешнего понимания космологии и, возможно, укажет путь к новой физике.
|
|
|
|
Источник
|
