|
Телескопы открыли удивительные вещи о Вселенной
|
|
|
|
За последние 30 лет крупнейшие обсерватории НАСА — космические телескопы "Хаббл", "Спитцер", "Комптон" и "Чандра" — открыли некоторые удивительные вещи о Вселенной. В дополнение к одним из самых глубоких снимков Вселенной, предоставленных кампанией Hubble Deep Fields, эти телескопы позволили заглянуть в невидимые части космоса — в инфракрасном, гамма- и ультрафиолетовом спектрах. Благодаря успеху этих обсерваторий и космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) НАСА рассматривает возможность будущих миссий, которые позволят открыть еще больше "невидимой вселенной".
|
|
|
|
Это включает в себя космический телескоп UltraViolet Explorer (UVEX), который НАСА планирует запустить в 2030 году в качестве своего следующего астрофизического аппарата среднего класса Explorer. В недавнем исследовании команда исследователей из Мичиганского университета предложила еще одну концепцию, известную как Миссия по анализу ультрафиолетовой Вселенной (MAUVE). Этот телескоп и его сложные инструменты были разработаны во время первой школы астрофизиков НАСА по проектированию миссий. Согласно документу команды, эта миссия гипотетически будет готова к запуску к 2031 году.
|
|
|
|
Исследованием руководила Маюра Балакришнан, аспирантка факультета астрономии Мичиганского университета. К ней присоединились исследователи из Лаборатории физики атмосферы и космоса (LASP), Института гравитации и космоса (IGC), Центра космологии и физики астрочастиц (CCAPP), Института астрофизики и космических исследований Кавли, Европейского космического агентства (ESA), Научного центра космических телескопов (Space Telescope Science). Институт (STScI), Центр космических полетов имени Годдарда НАСА, Лаборатория реактивного движения НАСА и несколько университетов. Статья, в которой подробно описываются их результаты, опубликована в изданиях Тихоокеанского астрономического общества.
|
|
|
|
|
|
|
За последние 50 лет ультрафиолетовые обсерватории произвели революцию в нашем понимании Вселенной. Однако наблюдения за астрофизическими явлениями в ультрафиолетовом (УФ) диапазоне длин волн могут проводиться только на больших высотах или в космосе из—за помех со стороны атмосферы Земли, которая очень эффективно поглощает ультрафиолетовое излучение. Как сообщила Universe Today по электронной почте соавтор исследования доктор Эмили Рикман, астроном ЕКА и специалист по научным операциям в STScI:
|
|
|
|
"УЛЬТРАФИОЛЕТОВАЯ астрономия дает нам представление о событиях высокой энергии, которые невозможно зафиксировать на других более длинных волнах, например, в видимом или инфракрасном диапазоне, поскольку для этого имеется гораздо больше возможностей. Благодаря наблюдениям в ультрафиолетовом диапазоне наше понимание Вселенной значительно продвинулось вперед благодаря изучению звездообразования, формирования галактик, а также высокоэнергетических событий на планетах как внутри нашей Солнечной системы, так и в экзопланетных звездных системах.
|
|
|
|
"Некоторые из примечательных областей этого понимания связаны с улавливанием ультрафиолетового излучения от звездных ветров, испускаемых молодыми звездами с большой массой, что помогает нам собрать воедино информацию о том, как такие массивные звезды формировались в ранней Вселенной. Что касается планетарной астрономии, то УЛЬТРАФИОЛЕТОВАЯ астрономия позволила нам наблюдать активные полярные сияния на полюсах Юпитера и то, как на них влияют солнечные бури на Солнце. Эти активные полярные сияния на Юпитере были неожиданными и открыли совершенно новое понимание планет, их атмосфер и того, как они взаимодействуют в окружающей среде".
|
|
|
|
Первый ультрафиолетовый спутник - Орбитальная астрономическая обсерватория 2 (ОАО 2) - был запущен в 1968 году, незадолго до долгожданного запуска "Аполлона-8" (первого полета на Луну с экипажем). Среди многочисленных достижений OAO-2 можно отметить раннюю характеристику поглощения электромагнитного излучения межзвездным газом и пылью (так называемое межзвездное поглощение). За ним последовал Extreme Ultraviolet Explorer (EUVE), который был запущен в 1992 году и провел первое исследование источников дальнего ультрафиолетового излучения по всему небу.
|
|
|
|
Затем в 1999 году появился Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer (FUSE), который провел первые системные исследования межгалактической среды (IGM). Затем был Galaxy Evolution Explorer (GALEX), который работал с 2003 по 2013 год и провел самую глубокую на сегодняшний день ультрафиолетовую съемку всего неба. Есть также ультрафиолетовый и оптический телескопы в обсерватории Нила Герелса Swift и три ультрафиолетовых прибора на космическом телескопе Хаббла — спектрограф для получения изображений с космического телескопа (STIS), широкоугольная камера 3 (WFC3) и спектрограф Cosmic Origins.
|
|
|
|
К сожалению, ни один из этих детекторов не может изучать космос в дальнем и экстремальном ультрафиолетовом диапазонах с такой детализацией, как миссия под руководством PI. Как отметил Рикман, этот и другие факторы пока ограничивают возможности ультрафиолетовой астрономии:
|
|
|
|
"Одно из самых больших ограничений на самом деле связано с нехваткой оборудования, способного проводить наблюдения в ультрафиолетовом диапазоне длин волн. Поскольку УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЕ обсерватории должны находиться в космосе из-за того, что атмосфера Земли блокирует большую часть ультрафиолетового излучения, строительство и эксплуатация этих космических ультрафиолетовых обсерваторий обходятся намного дороже, чем наземных обсерваторий.
|
|
|
|
"Из-за ограниченного числа ультрафиолетовых обсерваторий те, которые в настоящее время активны, такие как космический телескоп Хаббла, пользуются чрезмерной поддержкой астрономов по всему миру, что указывает на необходимость и важность существования таких обсерваторий. Кроме того, экстремальная длина волны ультрафиолетового излучения в настоящее время не фиксируется существующими приборами, что создает "слепую зону" для некоторых астрономических явлений, подлежащих изучению".
|
|
|
|
Хотя ожидается, что предлагаемая обсерватория обитаемого мира (HWO) будет обладать расширенными возможностями в ультрафиолетовом диапазоне, эта миссия все еще находится на ранних стадиях планирования и, как ожидается, будет запущена не ранее 2040-х годов. С этой целью команда предложила концепцию ультрафиолетового космического телескопа под названием "Миссия по анализу ультрафиолетовой Вселенной" (MAUVE), широкоугольного спектрометра и устройства формирования изображений, разработанного во время первой школы проектирования астрофизических миссий НАСА (AMDS), организованной JPL в ответ на объявление о возможности в 2023 году. Как объяснил Рикман:
|
|
|
|
"Концепция миссии MAUVE сосредоточена на трех основных темах в контексте десятилетнего обзора астрономии и астрофизики 2020 года. Эти темы: "Одиноки ли мы?/Миры и Солнца в контексте", "Как устроена Вселенная?/Новые посланники и новая физика" и "Как мы сюда попали?/Космическая экосистема".
|
|
|
|
В контексте ответа на вопрос "Одиноки ли мы?" MAUVE стремится изучить атмосферный выброс субнептуновых объектов, который, как предполагается, связан либо с фотоиспарением, либо с потерей массы за счет энергии ядра. Это поможет нам понять обитаемость внешних систем, а также формирование и эволюцию экзопланет и их атмосфер".
|
|
|
|
"Кроме того, MAUVE изучит атмосферный состав горячего газа на гигантских экзопланетах и то, влияет ли на него равновесная или неравновесная конденсация, что жизненно важно для того, чтобы мы могли понять атмосферу экзопланет, что дает ключ к пониманию того, где во Вселенной может существовать жизнь. Для понимания того, "Как устроена Вселенная?"
|
|
|
|
"MAUVE изучит, вызваны ли голубые килоновые звезды радиоактивным охлаждением или быстрым ударным охлаждением, которое является фундаментальным для понимания взрывных явлений во Вселенной, а также изучит, возникают ли сверхновые типа 1А из-за аккреции материала белого карлика из звезды-компаньона или из-за слияния белых карликов. И чтобы изучить вопрос "Как мы сюда попали?", MAUVE хотел бы посмотреть, возникает ли рассеянное внегалактическое излучение от слабых членов скопления галактик и звезд-бродяг или от толчков при слиянии скоплений".
|
|
|
|
Эти общие темы, по словам Рикмана, являются ключевыми вопросами, на которые астрономы очень заинтересованы ответить, поскольку они лежат в основе нашего понимания Вселенной. Расширив диапазон длин волн существующих ультрафиолетовых обсерваторий, MAUVE смогла бы изучать виды высокоэнергетических космологических событий, которые могли бы ответить на некоторые из этих вопросов. Кроме того, по словам Рикмана, MAUVE будет выделено значительное количество (70%) времени для общего наблюдения (GO):
|
|
|
|
"[Это позволило бы] более широкому сообществу предложить свои наблюдательные идеи, которые можно было бы изучить в этом практически неизученном пространстве параметров, отвечая на фундаментальные вопросы, такие как "Как возникают звездообразующие структуры и взаимодействуют с диффузной межзвездной средой?", "Какие звезды и звездные популяции являются наиболее экстремальными?", "Как возникают ли и эволюционируют ли пригодные для жизни среды обитания в контексте их планетных систем?' Возможность изучить эти вопросы позволила бы получить фундаментальное представление о некоторых строительных блоках нашего понимания Вселенной".
|
|
|
|
Источник
|
