В рамках открытых лекций по фотонике в НГУ заведующий лабораторией Астрокосмического центра Российской академии наук Физического института им. П. Н. Лебедева РАН, руководитель научной программы проекта «Радиоастрон» доктор физико-математических наук Юрий Юрьевич Ковалёв рассказал об уникальном космическом телескопе «Спектр-Р», который позволит узнать о Вселенной новые подробности.
Чингачгук-зоркий глаз
«До запуска проекта «Радиоастрон» астрономам жилось несладко. Дело в том, что угловое разрешение телескопа или, проще говоря, чёткость, с которой удавалось восстанавливать изображения космических объектов, была абсолютно отвратительной, — начинает Юрий Юрьевич. — Чтобы получить этот показатель, необходимо разделить длину волны наблюдения на диаметр зеркала. Поскольку данные поступали только с одного аппарата, значение первой было слишком мал для того, чтобы выдавать чёткие изображения».
Астрономы достаточно быстро решили эту проблему. Они стали использовать радиоинтерферометры — телескопы в связке. Например, один ставят в Западном полушарии, а второй — в Восточном. Соответственно, угловое разрешение увеличивается, и картинки, получаемые из космоса, становятся гораздо чётче.
Уникальность проекта «Радиоастрон» заключается в том, что один из аппаратов отправили на орбиту Земли. Угловое разрешение стало рассчитываться по формуле: длина волны наблюдения поделённая на расстояние между телескопами. В результате информация, получаемая с «Радиоастрона», в тысячу раз точнее, чем у «Хаббла».
«Спектр-Р» представляет собой десятиметровое зеркало, обрамлённое 27-ю лепестками. Летом 2011 года с космодрома «Байконур» состоялся запуск этого чудо-цветка. Раскрывали его уже в космосе. Так как на самом телескопе камер нет, астрономы, находящиеся в центре управления, делали это практически вслепую. Тогда проект чуть не провалился — лепесткам не хватило пары сантиметров до полного развёртывания. «Это грозило тем, что вместо супер зоркого телескопа на орбите мы бы получили просто груду железа, которая посылала бы нам изображения очень сомнительного качества, — рассказывает учёный. —Тогда в центре полётов приняли необычное решение. Мы просто развернули аппарат «попой» к Солнцу, он прогрелся, в результате чего произошло полное раскрытие».
«Зоркий глаз» посылает информацию на Землю со скоростью 128 Мб/с — по нашим меркам, маленькой, но до Луны (как и она, «Радиоастрон» находится на расстоянии 300-350 тысяч километров от Земли) ещё никто оптический кабель не протянул, поэтому приходится довольствоваться тем, что есть.
Квазары
Пора сказать и о результатах. Вы слышали когда-нибудь слово «квазар»? Это необычные галактики, живущие миллионы лет, а вот свет от них идёт до нас миллиарды. Поэтому астрономы — в какой-то степени историки. Они изучают то, чего уже давно нет. В центре квазаров находятся чёрные дыры массой в миллиарды масс солнца. Вокруг них вращаются пыль и газ. Всё это приобретает форму диска, внутренние слои которого падают на очень тяжёлый объект, находящийся в середине. При «ударе» наружу вырываются струи релятивистского вещества — направленные выбросы частиц, двигающиеся со скоростью, близкой к световой.
Раньше запечатлеть квазары было практически невозможно, но с изобретением «Радиоастрона» они попали в «объектив фотокамер». Теперь учёные могут во всех подробностях рассмотреть релятивистские струи, восстановить структуру магнитного поля этих объектов. Кстати, исследователи уже выяснили, что она похожа на спираль.
Кроме того, астрономам удалось разглядеть близкую к нам галактику 3С84. «Про неё так много говорят, что даже на «Википедии» статья уже есть», — шутит учёный. Раньше с Земли увидеть 3С84 не удавалось, но для «Радиоастрона», кажется, ничего невозможного нет.
Пульсары, или фонари в тумане
Когда-то о существовании пульсаров никто не знал. Учёные из Кембриджского университета как-то поймали сигнал, идущий из космоса. Ему дали имя LGM-1 (Little Green Man-1 — маленький зелёный человечек), поскольку он был похож на сообщения от внеземных цивилизаций. Но затем их стало появляться всё больше и больше. Пульсары оказались мёртвыми звёздами — точнее, тем, что остаётся после их гибели.
Диаметр пульсаров равен 10 километрам, они имеют невероятно мощное магнитное поле, а плотность в центре гораздо выше ядерной. Так как периодичность импульсов выдерживается с удивительной точностью, на основании сетки этих объектов можно создать самые точные часы в мире.
Кроме того, знания о пульсарах помогут понять природу чёрной дыры, которая находится в центре нашей галактики. Дело в том, что увидеть её учёные не могут, так как она скрыта за облаками пыли и газа, которые поглощают радиоволны. Поэтому запуск телескопа, работающего на миллиметровых длинах волн, позволит разглядеть тень чёрной дыры и её окрестности.
Анастасия Шлее
Фото: (1) — с сайта Управления научных исследований СпбГТИ, (2) — http://dic.academic.ru
