|
Новый зонд будет искать следы слияний черных дыр
|
|
|
|
Долгожданное обнаружение гравитационных волн открыло совершенно новый мир астрономии. В настоящее время одним из ключевых усилий является объединение сигналов из нескольких областей — например, гравитационной волны и связанного с ней электромагнитного излучения, создаваемого одним и тем же событием, таким как слияние черных дыр или гамма-всплеск.
|
|
|
|
Нам понадобится новое оборудование для обнаружения таких "мультимодальных" сигналов, особенно электромагнитных. Одним из таких проектов является телескоп с кодированной апертурой для черных дыр (BlackCAT), который будет запущен в начале этого года командой исследователей из Пенсильванского университета.
|
|
|
|
BlackCAT предназначен для замены устаревающего оборудования, которое уже улавливает излучение высокой энергии, например рентгеновское излучение, в космосе. Срок службы двух ведущих телескопов такого типа, Swift и Fermi, превысит расчетный минимум на 10 лет, когда будет запущена серия новых детекторов гравитационных волн. Их стареющие возможности ограничивают их полезность в поиске электромагнитного аналога происходящих раз в неделю гравитационно-волновых событий, которые надеются обнаружить эти новые детекторы.
|
|
|
|
|
|
|
Представляем BlackCAT, концепцию полета, впервые предложенную в 2018 году. Он представляет собой кубический спутник размером 6U с одним специальным детектором для обнаружения мягких рентгеновских лучей. Мягкие рентгеновские лучи - это низкоэнергетические версии жестких рентгеновских лучей, обычно используемые в рентгеновской астрономии. Однако у них есть дополнительное преимущество, заключающееся в том, что их легче обнаружить. Их также легче локализовать в определенном месте неба, что важно при сопоставлении конкретного электромагнитного сигнала с источником гравитационно-волнового события.
|
|
|
|
Для обнаружения рентгеновских лучей с низкой энергией в арсенале BlackCAT есть два инструмента - набор рентгеновских камер CMOS и сканер изображений с кодированной маской. Набор камер, который включает в себя четыре отдельные камеры, называется Speedster-EXD. Он специально разработан для быстрой реакции на сигналы, но его размер составляет всего около 2,2 см2. Тем не менее, он по-прежнему способен создавать изображение размером 550 * 550 пикселей. Эти камеры были протестированы на земле и показали чувствительность к длинам волн рентгеновских лучей, на которые рассчитана миссия.
|
|
|
|
Кодированная диафрагменная маска, благодаря которой BlackCAT получил свое название, — это инструмент, используемый для обеспечения широкого поля зрения датчика без необходимости установки фокусной точки, что сложно спроектировать для рентгеновских снимков, которые не учитывают типичные фокусирующие устройства, такие как линзы и зеркала. Вместо этого диафрагма представляет собой пластину, выполненную в виде "открытых" и "закрытых" областей, которые создают тени на детекторе. Затем компьютерная программа может воссоздать исходное изображение на основе рисунка теней, падающих на детектор.
|
|
|
|
Такое сочетание широкого поля зрения с высокочувствительным рентгеновским детектором казалось вполне приемлемым для НАСА, поскольку в 2021 году они профинансировали проект на сумму 5,8 миллиона долларов. Детектор будет взаимодействовать с готовым спутником CubeSat 6U, поставляемым компанией Clyde Space, который включает в себя стандартизированные системы питания, управления и регулировки положения, выступая в качестве платформы для детектора.
|
|
|
|
Исследовательская группа PSU, вероятно, завершает интеграцию с ракетой-носителем, и планируется запустить BlackCAT в начале этого года. Когда она будет запущена, она может открыть совершенно новый мир в рентгеновской астрономии по удивительно низкой цене. Надеюсь, это покажет, как многого можно достичь с помощью простых, дорогостоящих, но очень целенаправленных миссий CubeSat.
|
|
|
|
Источник
|
