Поиск - новости науки и техники

Увидеть всё! Уникальный интерферометр поражает зоркостью.

В июле исполнилось четыре года с начала реализации международного исследовательского проекта “Радиоастрон”, в котором ведущую партию исполняют отечественные ученые. На базе крупнейшего в мире космического радиотелескопа, запущенного на орбиту со спутником “Спектр-Р”, осуществляется грандиозная научная программа, инициированная Российской академией наук. В процессе работы поставлено около десятка рекордов, сделано большое число уникальных измерений, научных открытий. Запуск телескопа стал важнейшим событием для российских физиков и астрономов за последние десятилетия.
Головной организацией проекта, как известно, является Астрокосмический центр (АКЦ) Физического института им. П.Н.Лебедева РАН. В связи с годовщиной в Институте космических исследований РАН состоялось торжественное мероприятие, на котором о результатах программы рассказали ее руководители: глава АКЦ академик Николай Кардашев и заведующий Отделом космической радиоастрономии доктор физико-математических наук Михаил Попов.
“Радиоастрон” задумывался еще в 1980-е годы для проведения фундаментальных астрофизических исследований в радиодиапазоне электромагнитного спектра. Спустя 30 лет этот масштабный замысел удалось воплотить в жизнь. Смонтированный на спутнике 10-метровый радиотелескоп является элементом наземно-космического радиоинтерферометра, включающего также сеть наземных радиотелескопов. Благодаря такой “конфигурации” наблюдений получено самое высокое угловое разрешение за всю историю астрономии. Созданная система по своему размеру охватила пространство, равное расстоянию от Земли до Луны, – 350 тысяч км. А космический радиотелескоп стал самым большим из выведенных на орбиту, что, кстати, было отмечено сертификатом Guinness World Records.
За четыре года работы интерферометр поразил “дальновидением” даже своих разработчиков. По своей мощности этот измерительный прибор в тысячи раз превосходит широко известный американский “Хаббл”, работающий в оптическом диапазоне. Ученые изучают ядра галактик, сверхмассивные черные дыры, ускорение частиц, предельные яркостные температуры, Фарадеевское вращение, магнитные поля, космические лучи и сверхсветовое движение. Аппаратура, размещенная на спутнике, способна выявить зависимость различных физических параметров ядер галактик от красного смещения объектов, эффекты темной материи и темной энергии, области формирования звезд и планетных систем.
Как отметил Н.Кардашев, созданная техническая система очень сложна. Для того чтобы она эффективно функционировала, нужно было создать станции слежения за космическим аппаратом и станции приема огромного потока информации (скорость передачи данных – 144 мегабита в секунду – далеко не всякая станция с этим может справиться).
Вначале появилась станция слежения и сбора научной информации в Пущине с антенной диаметром 22 метра, а затем в Грин Бэнк (США) с антенной 43 метра. Сегодня уже более 30 крупных радиотелескопов в разных странах работают как наземное плечо интерферометра. Это Квазар-КВО и РАТАН-600 в России, GMRT в Индии, Шанхай 25 и Шанхай 65 в Китае, VLA, GBT, Arecibo, VLBA в США. Калибровка и измерения данных производятся одиночными антеннами: РАТАН-600 (Россия), АТСА (Австралия), WSRT (Нидерланды), GBT (США) и т.д.
Создан международный комитет, регулирующий работу всех этих антенн, и, кроме того, имеются несколько обсерваторий, которые заранее проводят калибровочные оценки источников космического излучения. За четыре года состоялось более 1000 сеансов связи со спутником.
Как отметил Н.Кардашев, радиотелескоп работает с расчетными параметрами во всех диапазонах длин волн и дает большое количество уникальных результатов. Исследования проходят по нескольким основным направлениям. Так, предметом изучения стали внегалактические объекты, в основном ядра галактик. Теоретическая модель предполагает, что это – сверхмассивные черные дыры. Было исследовано 134 ядра активных галактик, находящихся на разных расстояниях. В прицеле ученых и объекты нашей галактики. Были изучены 13 пульсаров (нейтронные звезды, самая далекая – на расстоянии около 10 тысяч световых лет).
Обследованы также восемь районов образования звезд и планетных систем мазерных источников. И, наконец, совсем недавно был обнаружен внегалактический мегамазер вблизи черной дыры ядра галактики М106. Впервые получено изображение с высоким разрешением для источника мазерного излучения молекул воды.
Николай Семенович подробно остановился на исследовании ядер галактик и сверхмассивных черных дыр, в деталях рассказал о радиогалактике М87. Получить эти и другие данные удалось благодаря тому, что российские ученые создали для спутника очень точный бортовой генератор – водородный мазер (квантовый генератор, в котором используется пучок атомов водорода). За четыре года было проведено более 20 сеансов точной привязки бортового мазера к таким же наземным генераторам, что позволило измерить величину гравитационного красного смещения. Эти работы (в том числе совместно с Государственным астрономическим институтом им. П.К.Штернберга) продолжаются. По их результатам сделано заключение о возможности измерения эффекта гравитационного красного смещения на порядок более точно, чем в экспериментах, проводимых в США. Ученые надеются, что в ближайшее время будут получены новые ценные сведения.
Самым важным результатом проекта “Радиоастрон” Н.Кардашев назвал полученное радиотелескопом рекордное в астрономии разрешение около 15 микросекунд дуги и создание карт внегалактических источников излучения. Впервые создан интерферометр с базой до 350 тысяч км, работающий в диапазонах длин волн 1,3, 6,2, 18 и 92 см. Впервые в космосе была размещена жесткая зеркальная антенна диаметром 10 метров и реализован водородный стандарт частоты. Впервые получены результаты с проекциями баз 26 диаметров Земли (92 см, пульсары), 2,5 диаметра Земли (92 см, квазары), 26 диаметров Земли (18 см, квазары), 5,28 диаметра Земли (1,3 см, Н2О мазеры). По результатам работы сдано в печать и опубликовано в отечественных и зарубежных журналах 38 статей (из них 32 в 2014-2015 годах).
Академик порадовал коллег сообщением о том, что Рос-космос продлил срок работы “Радиоастрона” как минимум до конца 2016 года, и сказал, что “можно начать подготовку к пятилетию проекта”.
Михаил Попов, выступивший с докладом от имени пульсарной научной группы АКЦ ФИАН, отметил, что проект оказался успешным во всех аспектах, которые были задуманы разработчиками: будь то создание высокоточной поверхности зеркала и широкополосной линии связи или выбор оптимальной орбиты спутника. Ученый привел основные результаты исследований пульсаров в рамках проекта “Радиоастрон”. В частности, было проведено 75 наблюдательных сеансов для 22 ярких пульсаров, расположенных в разных направлениях. “Миссия носила пионерский характер, – подытожил он. – И она оказалась выполнимой”.

На верхнем фото: Николай Кардашев

На нижнем фото: Михаил Попов

Андрей СУББОТИН
Фото автора

Нет комментариев