Концептуальный проект космического телескопа LUVOIR предполагает его размещение в точке Лагранжа L2. Там 15,1-метровое сегментированное первичное зеркало сможет развернуться и начать наблюдения, открыв человечеству невиданные ранее научные горизонты. Автор изображения: NASA / команда разработчиков концепции LUVOIR; Серж Брюнье (фон).Если вам кажется, что мы уже достигли пределов в изучении Вселенной, приготовьтесь к новому витку открытий. Будущее астрономии обещает быть невероятным.
"Хаббл" часто использует гравитационное линзирование для изучения далеких галактик. LUVOIR же предоставит такое же высокое разрешение для любой галактики! Это настоящая революция", — говорит Джон О'Меара, руководитель отдела науки о космическом происхождении проекта LUVOIR.
С древнейших времен человек вглядывался в небо, пытаясь понять свое место во Вселенной. Каждое новое поколение инструментов — от первых телескопов до орбитальных обсерваторий — радикально меняло наши представления. Космический телескоп "Хаббл" совершил гигантский скачок, показав нам, как выглядит Вселенная сегодня. "Джеймс Уэбб", запуск которого ожидается в ближайшее время, сделает не менее важный шаг, позволив заглянуть в ее прошлое. Следующий качественный прорыв требует амбициозных решений и готовности ответить на самые фундаментальные вопросы современной науки. Именно таким проектом является LUVOIR (Large UV/Optical/IR Surveyor) — предлагаемый к созданию космический телескоп с зеркалом диаметром 15,1 метр. Его светособирающая способность будет в 40 раз превосходить возможности "Хаббла", что откроет перед человечеством совершенно новые горизонты познания.
Поиски Девятой планеты и не только
Существует ли гипотетическая "Девятая планета" на окраинах Солнечной системы? Современные телескопы, даже космические, в лучшем случае смогут зафиксировать ее как точку в один пиксель. LUVOIR же, благодаря своему гигантскому зеркалу и стабильности положения в точке L2, сможет не только обнаружить этот объект, но и получить детальное изображение его поверхности, выявив сложную структуру. Автор изображения: NASA / команда разработчиков концепции LUVOIR.LUVOIR задуман как масштабная ультрафиолетовая, оптическая и инфракрасная обсерватория. По сути, это "Хаббл" нового поколения, увеличенный и оснащенный технологиями, о которых еще недавно можно было только мечтать. Это не умаляет заслуг "Хаббла", который произвел революцию в космологии, изменил наше понимание галактик, позволил детально изучать Солнечную систему и сделал первые шаги в анализе атмосфер экзопланет. Однако 15,1-метровый LUVOIR с его сегментированной конструкцией, беспрецедентным набором инструментов и феноменальным разрешением представляет собой не эволюционный, а революционный скачок по сравнению со всеми существующими и планируемыми обсерваториями.
Чтобы представить возможности телескопа, представьте: если бы Солнце находилось на расстоянии 33 световых лет, LUVOIR смог бы не только напрямую сфотографировать Землю и Юпитер, но и получить их спектры, а также детально изучить Венеру. Автор изображения: NASA / концептуальная команда LUVOIR.
Беседа с Джоном О'Меарой подтвердила: LUVOIR затронет все области астрономии — от объектов Солнечной системы до темной материи. Сочетание огромного размера с передовыми технологиями сделает его универсальной "обсерваторией мечты". Вот лишь несколько ключевых направлений, в которых он произведет переворот.
1. Новая эра в изучении Солнечной системы
Представьте прямое изображение гейзеров на спутнике Юпитера Европе или на Энцеладе, извержений вулканов на Ио, картографирование магнитных полей газовых гигантов. LUVOIR позволит не просто увидеть далекие объекты пояса Койпера как светящиеся точки, а получить их детальные снимки с особенностями поверхности и спектрами. На изображении сравнение: как объект пояса Койпера увидел бы телескоп класса 10-15 метров (слева) и "Хаббл" на пределе своих возможностей (справа). Автор изображения: команда разработчиков концепции LUVOIR.
2. Охота за жизнью на экзопланетах
Главным драйвером для создания такого большого телескопа является желание найти жизнь за пределами Земли. Вместо косвенных методов (транзитов или колебаний звезды) LUVOIR сможет напрямую получать изображения экзопланет. Оснащенный сверхточным коронографом, он сможет исследовать все звезды в радиусе примерно 100 световых лет. На карте показаны реальные звезды, у которых можно будет искать планеты в обитаемой зоне. Цвет указывает на вероятность обнаружения (зеленый — высокая). Автор изображения: К. Старк и Дж. Тумлинсон, STScI.Спектральный анализ атмосфер сотен землеподобных планет позволит искать молекулярные биосигнатуры, такие как кислород, метан или озон. Это может впервые в истории дать нам убедительные доказательства существования жизни за пределами Солнечной системы.
Обратите внимание: В чём встретить новый год 2021? Планируем образ.
3. Звездная перепись Вселенной
"Хаббл" когда-то позволил изучить отдельные звезды в галактике Андромеды (2,5 млн световых лет). LUVOIR совершит аналогичный прорыв для галактик на расстоянии до 300 миллионов световых лет. Мы сможем проводить детальные измерения звезд во всех типах галактик: карликовых, спиральных, эллиптических, сталкивающихся. Такая всеобъемлющая космическая перепись станет возможной только благодаря огромному космическому телескопу. На изображении сравнение: симуляция того, как далекую звездообразующую галактику увидел бы "Хаббл" (слева) и LUVOIR (справа). Автор изображения: NASA / Greg Snyder / LUVOIR-HDST concept team.
4. Истоки и эволюция галактик
"Хаббл" обнаружил галактики, существовавшие, когда Вселенной было всего 3% от ее нынешнего возраста. Но он видит лишь самые яркие из них, часто с помощью гравитационных линз. LUVOIR сможет наблюдать все галактики той эпохи, включая тусклые карликовые — "строительные блоки" современных галактик. Мы наконец получим полную картину популяции галактик в ранней Вселенной с невероятным разрешением около 300-400 световых лет на пиксель, независимо от расстояния. Автор изображения: NASA, ESA, Р. Боувенс и Г. Иллингворт (Калифорнийский университет, Санта-Крус).
5. Картирование межгалактической среды
Сегодня мы изучаем газовые гало вокруг галактик (их "топливные баки") по узким "карандашным лучам" — спектрам поглощения. LUVOIR позволит получать изображения десятков таких "лучей" одновременно, фактически картируя окологалактическую среду. В некоторых случаях можно будет даже напрямую зафиксировать свечение возбужденного газа, что даст возможность напрямую сравнивать наблюдения с теоретическими моделями, без сложных допущений. Автор изображения: AURA/Gemini Observatory.
6. Разгадка тайны темной материи
Темная материя невидима, и мы знаем о ней только по гравитационному влиянию на обычное вещество. LUVOIR позволит с беспрецедентной точностью измерить вращение галактик на огромных расстояниях и проследить, как профили их темной материи менялись за миллиарды лет. Также он даст возможность проверить модели темной материи, измерив собственные движения звезд в Млечном Пути с высочайшей точностью и изучив мельчайшие карликовые галактики-спутники. Это может помочь наконец отличить темную материю от альтернативных теорий модифицированной гравитации. Автор изображения: Адам Блок/Небесный центр Маунт-Леммон/Университет Аризоны.Ключевое преимущество LUVOIR — его расположение в космосе. Никакая адаптивная оптика на Земле не может полностью компенсировать влияние атмосферы, особенно в ультрафиолетовом и многих инфракрасных диапазонах. Размер зеркала определяет и разрешение, и светособирающую способность. В итоге LUVOIR будет иметь разрешение в 6 раз лучше, чем у "Хаббла", и сможет делать снимки той же глубины примерно в 40 раз быстрее. То, что LUVOIR увидит за девять дней непрерывной работы, "Хабблу" пришлось бы снимать целый год, и даже тогда его разрешение было бы значительно хуже.
Спасибо за прочтение, буду благодарен за подписку!
#космос #звёзды #телескоп #nasa #наса #роскосмос
Больше интересных статей здесь: Звезды.
Источник статьи: Новый космический телескоп, в 40 раз превосходящий по мощности "Хаббл", откроет будущее астрономии.