Совместные усилия наземных телескопов и рентгеновской обсерватории Chandra, уже 10 лет ведущей наблюдения с вытянутой околоземной орбиты, помогли астрономам обнаружить галактическое скопление, удаленное от нас на 10,2 млрд. световых лет. Оно получило обозначение JKCS041. Первым его «заметил» Инфракрасный телескоп Соединенного Королевства (UKIRT), расположенный на самом большом острове Гавайского архипелага, и Канадско-Франко-Гавайский телескоп (CFH), построенный там же еще в 1979 г. Позже к ним «присоединился» космический телескоп Spitzer. На снимках, сделанных этими инструментами, было четко видно скопление далеких звездных систем, максимум излучения которых приходится на ИК-диапазон — туда он оказался «сдвинут» за счет расширения Вселенной. Однако ничего не указывало на то, что эти «звездные острова» расположены в пространстве недалеко друг от друга (а не просто проектируются на один и тот же участок неба). Последнее доказательство гравитационной связанности галактик предоставила обсерватория Chandra, запечатлев рентгеновское излучение горячего межгалактического газа — в такие водородные «облака», простирающиеся на миллионы световых лет, «погружены» все подобные скопления.
Наличие «газового кокона» свидетельствует о том, что группу JKCS041 мы видим уже вполне оформленной, что стало сюрпризом для астрономов: ранее считалось, что в столь молодой Вселенной (спустя примерноЗ,5млрд. лет после Большого Взрыва) такие структуры находились на различных стадиях формирования. Теперь специалистам предстоит спектральными методами определить содержание тяжелых элементов в звездах далеких галактик, составляющих скопление — это поможет ответить на некоторые важные вопросы космогонии, касающиеся звездной эволюции.
Предыдущий «рекорд дальности» принадлежал скоплению XMMXCS J2215.9-1738, находящемуся на расстоянии 9,2 млрд. световых лет. Его открыл в 2006 г. спутник XMM-Newton, выведенный на орбиту Европейским космическим агентством.
Туманностьв созвездии Единорога.Маленькие черныеглобулы в туманностиявляютсязародышами звезд. Эти глобулы состоят из облаков газаипыли диаметромвнесколькосветовых лет. В конце концов, давление излучения и гравитационные силы сожмут их. Так возникают звезды.
На главной последовательности звезда находится в равновесии на протяжении большей части своей жизни. В любой точке звезды, от центра до внешней атмосферы, гравитационные силы точно уравновешены силами давления излучения. Это равенство сил гарантирует устойчивость звезды.
Большинство звезд, видимых на небе, — обычные звезды. Если по одной оси диаграммы отложить их светимость, а по другой — эффективную температуру, то они расположатся вдоль наклонной линии, которую астрономы называют главной последовательностью. Вне ее окажутся особые звезды. Точка на главной последовательности, в которой звезда, начиная свою жизнь, вступает в нее, определяется массой звезды. Звезды малой массы начинают свою жизнь в нижней части главной последовательности, а звезды большоймассы — в верхней.
Сверхновая. Ядро стремительно сжимается в нейтронную звезду с крошечным радиусом, при этом оно отрывается от оболочки. Вследствие высокой температуры в оболочке начинается взрывное выгорание и она расширяется с большой скоростью. В этой начальной стадии излучается огромное количество энергии, особенно в видимом свете, и звезда становится в миллиарды раз ярче, чем на стадии предсверхновой.
Сверхновая. Быстровращающаяся нейтронная звезда, расположенная в центре, обладает интенсивным магнитным полем и выбрасывает огромное количество электронов, которые движутся со скоростью, близкой к скорости света. Двигаясь по спирали вокруг магнитных силовых линий в расширяющейся оболочке, электроны создают излучение различного типа — от радиоволн низкой энергии до экстремально энергичных рентгеновских лучей.
Волокнистая туманность в созвездии Лебедя. Это остаток древней сверхновой. В конце концов вещество туманности перестанет светиться, потому что оно оказывается слишком разреженным и не взаимодействует с коротковолновым излучением.
Действие черной дыры, на Землю. Можно предположить, что Земля, приближаясь к черной дыре, полностью разрушится, сначала растягиваясь, а потом втягиваясь в черную дыру. Однако некоторые ученые полагают, что это будет выглядеть не так.
Квазар. Считается, что некоторые галактики коллансируют, рождая квазары. Они должны вращаться, и при уменьшении их в размерах вращение ускоряется. Как и в случае нейтронной звезды, магнитное поле галактики при сжатии увеличивается.
Квазар. По мнению некоторых ученых, бурный взрыв, наступивший в ядре галактики, может дать начало выделению колоссальной энергии, которой оказывается достаточно для того, чтобы из ядра галактики были выброшены с гигантскими скоростями тысячи осколков.
Давно уже человек осознал свое место во Вселенной — он всего лишь один из шести миллиардов жителей планеты, которая вращается вокруг небольшой желтой звезды, находящейся вместе с ее планетной системой почти на задворках спиральной галактики Млечный Путь. Мы посылаем сигналы к другим звездам, исследуем космические объекты, понимая, в то же время, что бессильны перед столь высокоорганизованной Природой. В ней все настолько продумано, рационально, что иногда проскальзывает мысль о бесконечном процессе, управляемом неким Разумом.
Оставайтесь с Astroera.NET и Вы поведаете тайны мироздания!
С экзотическими ландшафтами величайшей пустыни планеты большинство землян, живущих в начале третьего тысячелетия, знакомы в первую очередь благодаря кинофантастике — знаменитой саге «Звездные войны». Ведь именно в Сахаре снимали события, происходившие давным-давно, в далекой галактике, на планете Татуин. Даже жилища аборигенов были на время превращены в строения инопланетного города, где начинались полные опасностей приключения Люка Скайуокера и капитана Соло. А на фоне выветренных песчаниковых арок Анакин Скайуокер в отчаянной гонке добывал себе свободу — фоном для этого фантастического ралли также были пейзажи Сахары.
Однако с инопланетянами эту местность связывает не только современная кинофантастика. Лет сорок тому назад, на заре космической эры, древние фрески, обнаруженные на скалах посреди пустыни, дали пищу для рассуждений о посещении нашей планеты гостями из космоса — к примеру, в фильме «Воспоминания о будущем». По мнению творцов этих сенсаций, местные жители, наряду со своими предками, охотниками с луками и копьями, изобразили на камнях пришельцев в скафандрах! Потом специалисты по петроглифам начнут объяснять, что никакие это не скафандры, а ритуальные маски, сделанные из тыкв... но будет поздно: легенда об инопланетянах в Сахаре заживет своей отдельной жизнью.
Впрочем, все эти сенсации лишь подогрели интерес к изучению огромного региона, территория которого немногим уступает США. Десятки экспедиций из разных стран работали и работают в непростых, условиях (как природных, так и политических), страница за страницей раскрывая реальную историю этой удивительной земли. Она оказалась куда более невероятной и захватывающей, нежели все досужие измышления о пришельцах вместе взятые.
Сейчас уже несложно — при наличии соответствующей суммы — заказать тур, во время которого вам покажут те самые петроглифы Сахары, познакомят с достопримечательностями самых разных эпох и народов — от охотников каменного века до городов древних карфагенян, римлян и вандалов. Здесь есть на что посмотреть: на востоке величайшая пустыня выходит к Нилу, колыбели древней цивилизации Египта, а на западе достигает побережья Атлантического океана. На протяжении сотен тысяч лет эта земля неразрывно связана с историей разумных существ, населявших (и населяющих ныне) планету Земя.
Как показали археологические исследования, по крайней мере два вида таких существ проживали здесь еще до появления современного человека: Homo erectus и Homo heidelbergensis (более известны как «неандертальцы»). Примерно отсюда эти представители рода Homo отправились в далекое путешествие на другие континенты (в том числе и в Европу), чтобы затем исчезнуть, окончательно уступив место Homo sapiens sapiens несколько десятков тысяч лет тому назад. Исследования показали, что природные условия на севере Африки за последние 150 тыс. лет не раз в значительной степени изменялись. Далеко не всегда эта местность была покрыта бесконечными песчаными барханами, наползающими на причудливо выветренные скалы.
Близость к экватору в свое время не смогла предотвратить образование в Африке ледников. Сейчас от них остались следы, понятные разве что геологам (не считая снегов на вершине Килиманджаро, которые вот-вот растают окончательно). В ту суровую эпоху — больше сотни тысяч лет назад — северные территории, в том числе более половины Европы, оказались под огромной, порой километровой толщей льда. Полагают, что в таких условиях Homo erectus окончательно «уступил» планету неандертальцам, более приспособленным к жизни в прохладном климате. А еще накопленные в ту эпоху запасы влаги пришлись очень кстати, поскольку сделали условия жизни в Сахаре вполне комфортными. Ученые утверждают, что площадь поверхности озера Чад в то время превышала современную в несколько раз, а втекавшие в него реки были весьма полноводными. На спутниковых снимках и сейчас можно найти древние, давно пересохшие русла и водоемы.
Огромные озера, широкие реки с лесами по берегам стали родным краем для охотников и рыболовов каменного века. Следы их стоянок — скопления кремня, среди которого находят наконечники стрел и дротиков — ныне встречаются на берегах едва заметных, занесенных песком речных русел.
Периодические засухи сокращали поголовье дичи в северо-африкаской саванне (тогда еще совсем не пустыне), и уже 15-17 тыс. лет тому назад местным жителям пришлось озаботиться хлебом насущным. Ученые полагают, что одомашнивание животных началось в регионе Сахары едва ли не в позднем каменном веке, а около 10-12 тыс. лет назад пришла очередь растений.
Все это произошло в те времена, когда обитатели территорий нынешней Украины и юга России еще охотились на мамонтов и шерстистых носорогов, а затем переключились на стада северных оленей и зубров в степях-прериях. Обилие дичи при относительно небольшом числе населения не стимулировало поисков новых источников пропитания.
Именно к этим временам ученые относят появление большинства наскальных изображений — ныне их насчитывают более 30 тыс. Изучая эти петроглифы (впервые на них обратили внимание еще в XIX веке), определяя время их появления, исследователи словно восстанавливают нескончаемый сериал, повествующий об истории древних охотников, земледельцев и скотоводов Сахары.
Кзнаменитым фрескам Тассилин-Аджера (Тассили), найденным на территории современного Алжира, добавились многие другие, не менее богатые художественными произведениями древние места: Набта-Плайя, Дельфа, Аран... Оказалось, что петроглифами покрыты стены вади — каньонов давно пересохших рек. Среди изображений — крокодилы, гиппопотамы, а главное — лодки, втом числе и немалых размеров. Имеются рисунки антилоп, ослов, лошадей и прочей фауны, типичной для африканских саванн. В то же время рядом с обычным для региона зверьем найдены изображения слонов, страусов, жирафов — словом, животных, ныне в Сахаре неведомых.
Ученые пока не пришли к согласию относительно датировки тех ил и иных петроглифов — предлагаемый диапазон колеблется от 3-4 до 10-12 тыс. лет тому назад. Некоторые даже выделяют отдельные «художественные школы», погружаясь б п,-чину искусствоведческого анализа. Вопрос в том, насколько подобные изыскания способны открыть нам тайны древнего искусства. А оно весьма разнообразно — и по стилю, и по технике исполнения.
...Обитатели древних поселков строили дома, которые должны были надежно защитить их от холода ночью и жары — днем. Постройки приходилось углублять в землю, а глинобитные стены на поверхности делать достаточно толстыми, чтобы они не прогревались насквозь палящим солнцем. Некоторые реконструкции напоминают пирамиды — правда, со срезанным верхом. Так что истоки архитектуры древнего Египта вполне можно найти в более древней истории этого края. Там же отыскались, к немалому удивлению ученых, истоки увлечения (и немалых познаний) египетских мудрецов в области астрономии.
Археологам на территории нескольких стран удалось обнаружить следы мегалитов — сооружений из огромных камней, связанных с наблюдениями за небесными светилами. Древнейшие мегалиты Набта-Плайя ныне датируют временем, отстоящим от нашего на семь тысяч лет. Причем даты получены благодаря зафиксированным древними положениям ярких звезд — Сириуса, пояса Ориона. Более-менее известно, какую роль они играли в Египте времен строительства пирамид, но оказывается, далекие предки египтян обратили на них внимание за тысячелетия до расцвета цивилизации на берегах Нила.
Долгое время полагали, что расцвет древних культур Сахары был прерван порядка 5500 лет назад катастрофической засухой, после которой часть наследников древних земледельцев «одичала», превратившись в кочевников, а часть — мигрировала в долину Нила, основав там около 3100 г. до н.э. цивилизацию Египта. «Мигранты» через относительно недолгое время занялись строительство пирамид, а оставшиеся в пустыне стали номадами, продолжали рисовать загадочные фрески и организовывать набеги на своих более зажиточных соседей. Держава фараонов сумела дать отпор не в меру воинственным сородичам, превратив их страну в объект победоносных походов за скотом, рабами и золотом.
Однако последние исследования поставили что сомнения эту картину. Они показали, что в четвертом тысячелетии до нашей эры все же не произошло столь масштабной катастрофы. Водных источников, в особенности подземных, было все еще достаточно, чтобы восполнять потерю влаги под палящими лучами африканского солнца. Кризис наступил 2700 лет назад. Именно тогда Сахара начала стремительно превращаться в пустыню и постепенно стала такой, какой мы ее привыкли видеть.
ДаицветущийКарфагенвозник вовсе не на окраине пустыни —его жители выращивали зерно в окрестностях города. И победившие их римляне тоже охотно здесь селились. Провинция Африка не зря считалась житницей могущественнейшей державы Европы. А ее обитателям, разбогатевшим на поставках зерна, рабов и экзотических животных в Рим, были по карману многочисленные мозаики для загородных вилл — их теперь показывают туристам в музеях Туниса и Алжира.
Даже в первом тысячелетии новой эры сюда из Европы в поисках лучшей доли мигрировали племена вандалов, прихватив, кстати сказать, «за компанию» аланов (сарматское племя, часть которого в свое время кочевало в степях Украины). Однако, за исключением долины Нила, в Сахаре тогда уже не было места, позволявшего сконцентрировать такое количество оседлого населения, поэтому и не возникло ничего, подобного державе фараонов... Пустыня со временем превратилась в задворки цивилизованного мира, а затем еще и в роскошную съемочную Площадку для исторических или фантастических боевиков. И только фрески на выветренных скалах да петроглифы на стенах вади напоминают о былом изобилии и цветущем крае, в последний раз превратившемся в пустыню еще в те времена, когда рубежи некогда великой державы фараонов оказались в зоне влияния набравшей могущество Ассирии,а из глубин Азии начали свой путь на запад племена скифов, которым было суждено приложить руку к краху этой супердержавы столетием позже. Но это уже другая история.
Михаил Видейко,
кандидат исторических наук с.н.с. Института археологии НАНУ
Если бы это была фотография другой планеты, мы бы явно решили, что ее обитатели пытаются дать о себе знать. Две темных окружности почти одинакового диаметра на ровной светлой поверхности никак не могут быть естественным образованием!
Тем не менее — это снимок нашей родной Земли, но проживающие на ней разумные (или считающие себя таковыми) существа не имеют к этим странным знакам никакого отношения. Кольца были обнаружены случайно, во время фотосъемки весеннего таяния льда, покрывающего озеро Байкал, с борта Международной космической станции. Анализ архивных изображений показал, что похожие структуры в тех же местах прослеживались также на снимках, сделанных в 2008, 2005, 2003, 1999 и даже в 1994 гг. Возникают они за счет того, что над определенными, более теплыми массами воды озерный лед начинает таять раньше и соответственно раньше «вскрывается». Но ответить на вопрос, почему эти массы «собраны» в правильные кольца, ученые до сих пор не могут.
Марианна Мур, эколог из Колледжа Уэлсли (Marianne Moore, Wellesley College, Massachusetts), предполагает, что в качестве «создателя» загадочных структур может выступать газ метан, поднимающийся со дна озера и увлекающий за собой потоки более теплой воды. Эти потоки раскручиваются силой Кориолиса, вызываемой вращением Земли вокруг своей оси, и образуют расходящуюся воронку правильной конической формы. На поверхности мы наблюдаем ее как кольцо. Метан выделяется в результате разложения органических остатков в мощных донных отложениях (местами они достигают толщины 7 км). Эти процессы происходили на дне Байкала постоянно, однако в последнее время из-за глобального потепления их внешние проявления стали более заметны. По мнению Николая Гранина, сотрудника Лимнологического института Сибирского отделения РАН, нагретая вода поднимается над конусами грязевых вулканов, скрытых в малоисследованных глубинах озера. Возможно, очередную загадку самого глубокого пресноводного водоема планеты поможет разгадать фотографирование его в различных спектральных диапазонах, которое собираются осуществить в ближайшее время с помощью спутников дистанционного зондирования Земли.
25 августа 2003 г. со станции ВВС США «Мыс Канаверал» стартовала ракета-носитель Delta 2, отправившая в космос инфракрасный телескоп Spitzer.
История этого проекта уходит в начало 1980-х годов, когда была развернута программа по созданию четырех «Больших обсерваторий» NASA. Все они должны были выводиться на низкую околоземную орбиту пилотируемыми многоразовыми кораблями и с помощью них же впоследствии обслуживаться. Полностью реализовать задуманное удалось только для космического телескопа имени Хаббла (Hubble Space Telescope). Гамма-обсерватория Комптона (Compton Gamma-Ray Observatory), хоть и была конструктивно выполнена обслуживаемой, но полетов к ней не производилось и после 9 лет работы она была сведена с орбиты. Рентгеновскую обсерваторию «Чандра» (Chandra X-Ray Observatory), функционирующую до сих пор, запустили при помощи шаттла, но потом перевели на вытянутую эллиптическую орбиту, исключающую возможность проведения сервисных миссий.
Наконец, Spitzer быки запущен одноразовым носителем и не на геоцентрическую, а на нииоцентрическую орбиту, почти оэяпаяаощую с земной. Выбор такой орбиты связан с тем, что гаубожий космос намного холоднее околоземного пространства. Собственное ИК-излучение Земли может нагреть аппарат до температуры свыше 70 К, в то время как в отдалении от нее межпланетные зонды остывают почти до 30 К(-243°С).
Выполнение научной программы началось в декабре 2003 г. Тогда же было объявлено, что телескопу присвоено имя американского астрофизика Лаймана Спитцера (Lyman Strong Spitzer, 1914-1997), который еще в 1946 г. сформулировал принципы, заложенные в основу современных космических обсерваторий. Имя было «припасено» заранее, но его решили не раскрывать, не убедившись, что телескоп функционирует нормально.
Spitzer оснащен 85-сантиметровым бериллиевым зеркалом и тремя инструментами: инфракрасной камерой IRAC (Infrared Array Camera), способной одновременно вести наблюдения в четырех участках спектра, центрированных на длины волн 3,6, 4,5, 5,8 и 8,0 мкм; многополосным панорамным фотометром MIPS (Multiband Imaging Photometer for Spitzer), позволяющим проводить фотометрическое картографирование и получать изображения с высоким разрешением в спектральных линиях 24, 70 и 160 мкм; инфракрасным спектрографом IRS (Infrared Spectrograph), получающим спектры в диапазоне от 5,3 до 40 мкм. Чтобы SpitzerMorрегистрировать слабое тепловое излучение, приходящее с огромных расстояний, его инструменты охлаждались криогенной установкой с жидким гелием до температуры 1,4 К (-271,75:С). Запас охладителя составлял 360 литров, но в мае 2009 г. эй исчерпался. После этого основная миссия обсерватории завершилась.
С июня текущего года Spitzer эксплуатируется в «теплом» режиме (по сравнению с его прежним, охлаждаемым режимом — на самом деле для того, чтобы достичь столь низких температур в земных условиях, требуются значительные усилия). Новые снимки, сделанные телескопом, показывают, что он все еще остается весьма ценным инструментом для изучения пылевой компоненты Вселенной в ближнем и среднем инфракрасном диапазоне.
Можно сказать, что по «научной плодовитости» Spitzer ненамного уступает своему более известному околоземному «коллеге», названному в честь Эдвина Хаббла и работающему в оптическом диапазоне (а также в прилегающих к нему участках инфракрасного и ультрафиолетового спектра). Он впервые непосредственно «разглядел» — естественно, в ИК-лучах — экзопланеты, что ранее было не под силу ни одному инструменту. Его аппаратура позволила открыть несколько сверхмассивных черных дыр, исследовать гигантские пылевые облака, окружающие некоторые звезды, и определить их химический состав.
Инфракрасный телескоп ASTRO-F, спроектированный совместно японскими, английскими и голландскими специалистами, был запущен в космос 22 февраля 2006 г. с космодрома Утиноура при помощи ракеты-носителя M-V и вышел на солнечно-синхронную орбиту высотой 695 км.
Японское космическое агентство JAXA приняло решение оставить аппарат на околоземной орбите — это сокращало длительность «холодного» периода эксплуатации телескопа, но позволяло существенно снизить расходы за счет уменьшения требуемой мощности носителя и отсутствия необходимости в услугах сети дальней космической связи.
После того, как стало ясно, что телескоп работает нормально, он получил имя «Акари», что переводится как «Свет». Вместе с ним той же ракетой были отправлены в космос еще два аппарата — радиолюбительский наноспутник CUTE-1.7 и экспериментальный солнечный парус Solar Sail.
На борту «Акари» установлен рефлектор системы Ричи-Кретьена с апертурой 685 мм и фокусным расстоянием 4200 мм. Главное и вторичное зеркала для снижения массы изготовлены из карбида кремния SiC и имеют слоистую композицию.
Регистрирующая аппаратура состоит из обзорной камеры дальнего инфракрасного диапазона FIS (Far InfraredSurveyor)и фотометрической камеры IRC (Infrared Camera), работающей в ближнем и среднем ИК-диапазоне. FIS осуществлял обзор небесной сферы в диапазоне длин ноли oт 50 до 180 мкм. Камера IRC предназначалась для детальных наблюдений, а также для спектрометрических измерений с низким разрешением в диапазоне 1,7-26 мкм.
«Акари» начал научные наблюдения в мае 2006 г. Зеркала и приемники излучения охлаждались до 5,8 К. Чувствительные элементы телескопа — детекторы дальнего инфракрасного диапазона — работали при еще более низкой температуре (1,8 К). Бортовой запас жидкого гелия был исчерпан 26 августа 2007 г., что означало завершение основной фазы миссии. В «теплой» фазе используется камера IRC — ее рабочий температурный диапазон значительно шире, а достаточное для ее работы охлаждение обеспечивается постоянной ориентацией аппарата к Солнцу той стороной, которая защищена отражающим экраном.
Японский телескоп достиг запланированной продолжительности своего «холодного» существования, равной 550 дням. За это время он провел обзор небесной сферы в дальнем ИК-диапазоне, охватив около 94% всего неба с большим частотным покрытием и лучшим пространственным разрешением, чем его предшественник IRAS. Помимо этого, Акари» производил исследования в средней инфракрасной области спектра, а также подробное изучение отдельных космических объектов, которых он сфотографировал более пяти тысяч.
Самое большое космическое зеркало
Новый телескоп Herschel, запущенный Европейским космическим агентством (ESA) 14 мая 2009 г., еще более раздвинет границы ИК-астрономии. Этот телескоп с диаметром главного зеркала 3,5 м в настоящий момент стал самым большим рефлектором в космосе, «перекрыв» рекорд 2,4-метрового телескопа Hubble.
Вначале проект назывался FIRST (Far InfraRed and Submillimetre Telescope) и разрабатывался как «краеугольная миссия №4» научной программы ESA Horizon 2000 (Cornerstone 4, CS4). Она предполагала отправку в космос телескопа для изучения Вселенной в дальнем инфракрасном и субмиллиметровом диапазоне, продолжающего исследования европейской обсерватории ISO. Затем ему присвоили имя Herschel — в честь великого английского астронома Уильяма Гершеля, открывшего инфракрасное излучение.
Аппарат было решено разместить в точке либрации Ц, системы Солце-Земля — в 1,5 млн. км от последней в стороне, противоположной Солнцу, так что три основные «помехи» — Солнце, Земля и Луна — будут постоянно расположены с одной и той же стороны, и «закрыться» от них не составит большого труда. Кроме того, в этой точке достаточно устойчивый температурный режим: находящиеся в ней объекты никогда не заходят в земную тень. Собственно, конус этой тени сюда и «не дотягивается»: из второй точки Лагранжа Земля выглядит чуть меньшей, чем Солнце. Строго говоря, Herschel в середине июля прибыл не в саму точку L2, а в ее окрестности, и начал описывать вокругнеезамысловатыезамкнутые кривые, называемые «фигурами Лиссажу». Характерная амплитуда этих колебаний составляет около 800 тыс.км.
Высота неровностей поверхности зеркала не превышает 3 мкм. Материалом для вторичного зеркала телескопа также послужил карбид кремния, точность его изготовления — втрое выше. Оба зеркала покрыты тонким слоем алюминия, от которого и происходит отражение инфракрасных лучей.
Herschel интересен своей системой охлаждения. Бак со сверхтекучим гелием замораживает центральную часть аппарата до 1,65 К, а непосредственно детекторы телескопа будут работать при температуре всего 0,3 К, что позволит регистрировать излучение объектов с температурой вплоть до 10 К -263°С).
На обсерватории установлены 3 научных прибора для регистрации излучения в избранных областях инфракрасного спектра.
1. Photodetector Array Camera and Spectrometer (PACS) — фотометр и спектрометр среднего разрешения на длинах волн от 60 до 210 мкм, т.е. в диапазоне, который является оптимальным для изучения удаленна х молодых галактик, соде ежащих много пыли и характеризующихся бурными процессами звездообразованя: их линии излучения и максимум непрерывного спектра за счет расширения Вселенной смещены в более длинноволновую область.
2. Spectral and Fhoto-metric Imaging REceiver (SPIRE) — фотометр и спектрометр среднего разрешения диапазона 194-672 мкм. Он предназначен для изучения очень далеких галактик и ранних стадий формирования звезд, на которых они окружены плотной газово-пылевой оболочкой, не пропускающей коротковолновую часть спектра. Кроме того, этот прибор будет исследовать образование и ранние стадии эволюции активных ядер галактик и квазаров, а также крупномасштабные структуры молодой Вселенной.
3. Heterodyne Instrument for the Far Infrared (HIFi) — гетеродинный спектрометр высокого разрешения дальней инфракрасной области спектра. Он покрывает диапазоны 480-1250 и 1410-1910 ГГц (что соответствует длинам волн 157-625 мкм). Основная задача инструмента — изучение химического состава, а также скоростей движения, температур и других характеристик атомов и молекул вещества наблюдаемых объектов.
Задействовав все инструменты, обсерватория Herschel может вести наблюдения в широком диапазоне длин волн, в том числе и на участке спектра, до сих пор «не охваченном» орбитальными телескопами — от 60 до 672 мкм. Эта спектральная область на данный момент практически не изучена.
Приборы телескопа сконструированы таким образом, чтобы дополнять возможности друг друга. SPIRE и PACS представляют собой спектрометры, показывающие пространственное распределение изучаемых объектов, в то время как HIFI имеет очень высокое спектральное разрешение. Поскольку разрешающая способность астрономического инструмента пропорциональна отношению длины волны к диаметру объектива (главного зеркала), с точки зрения «зоркости» новый космический телескоп ненамного превосходит способности невооруженного человеческого глаза. Зато он «видит» объекты несравним: солее слабые и представляющие большой интерес для астрономов — например, «зародыши» звезд, укрытые плотными пылевыми коконами, непрозрачными для видимого света. Herschel будет исследовать химический состав межзвездной среды и объектов нашей Солнелой системы, а также поможет лучше разобратьсявтом,как образовались первые галактики в ранней Вселенной и как уже в наши дни в ней возникают звезды и планеты.
Миссии ближайшего будущего
На декабрь 2009 г. NASA запла нировалазапускновойнизкоор битальнойобзорноймиссии WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) — Широкоугольного инфракрасного исследовательского телескопа. Его апертура будет равна 40 см, а чувствительность в несколько сот раз превысит показатели подобных астрономических инструментов, ранее работавших на околоземной орбите. Телескоп должен в течение 7 месяцев произвести еще более подробный обзор неба в четырех спектральных линиях ИК-диапазона (3.3,4,7, 12 и 23мкм).
Дополнительное охлаждение научного оборудования до температуры около 7 К (-266°С) обеспечит специально разработанная автономная криогенная система — это позволит регистрировать фотоны с длиной волны до 29 мкм.
Двигательная установка предназначена для коррекции траектории перелета и орбиты вокруг точки L2,а также для частичной разгрузки гироскопов. Так как давление солнечных лучей на экран будет весьма значительным, гироскопам придется работать очень активно, чтобы поддерживать заданную ориентацию телескопа. После длительных дискуссий его решено было сделать «ремонтопригодным»: NASA не исключает возможности осуществления пилотируемых сервисных миссий в лагранжеву точку, несмотря на то, что подобные полеты по технической сложности сравнимы с высадкой человека на Луну.
JWST задуман, прежде всего, для поиска самых отдаленных и, следовательно, самых древних объектов Вселенной, которые физически невозможно обнаружить в оптическом диапазоне. В результате космологического расширения пространства их спектры сильно сдвигаются «влево», в сторону уменьшения частот. Когда излучение древнейших звезд и квазаров достигает Земли, длина его волны из-за красного смещения увеличивается в десятки раз, так что максимум его интенсивности попадает в диапазон 1-3 мкм. К тому же проходящий очень большие расстояния видимый свет практически полностью поглощается межзвездным водородом.
Но главная причина, по которой все крупнейшие космические телескопы ближайшего будущего «переориентированы» на инфракрасный диапазон, достаточно проста. Именно на этот диапазон приходится максимум излучения планетоподобных объектов, среди которых могут быть и каменистые планеты, похожие на нашу Землю. На них, в свою очередь, собираются с помощью ИК-спектроскопии искать «следы жизни» — по современным представлениям, одним из самых надежных ее признаков может быть одновременное наличие в атмосфере кислорода и метана. В отсутствие живых организмов эти газы достаточно быстро прореагируют друг с другом, оставив после себя углекислый газ, воду, и, возможно, одно из исходных веществ, присутствовавшее в избытке. Все эти соединения имеют характерные «отпечатки» в инфракрасных спектрах.
Блог материалов