Концептуальный проект космического телескопа LUVOIR позволит разместить его в точке Лагранжа L2, где 15,1-метровое первичное зеркало развернется и начнет наблюдать за Вселенной, принося нам несметные научные и астрономические богатства. Кредит изображения: NASA / команда разработчиков концепции LUVOIR; Серж Брюнье (на заднем плане).Если вы думаете, что мы уже увидели все, что можно увидеть во Вселенной, то скоро ваше воображение будет раскрыто.
Хаббл" часто делает снимки удаленных гравитационно линзированных галактик, чтобы сделать вывод об их субструктуре и попытаться узнать о ранних галактиках в целом. Для LUVOIR мы получим такое же разрешение для любой галактики! Это поистине революционно". -Джон О'Меара
С тех пор как человечество впервые обратило свой взор в небо, мы поняли, что космическая история нашего существования - наше происхождение, все, что существует сегодня, и наша конечная судьба - буквально написана во Вселенной. Наше понимание того, чем на самом деле является наша Вселенная, из чего она состоит и как она появилась на свет, значительно улучшалось с каждым разом, когда мы создавали более совершенные приборы, чтобы по-новому исследовать звезды, галактики и глубины космоса. Космический телескоп "Хаббл" сделал огромный скачок вперед, показав нам, как выглядит наша Вселенная; в следующем году "Джеймс Вебб" сделает не менее большой скачок, показав нам, как наша Вселенная стала такой. Чтобы совершить следующий гигантский скачок, нужно мечтать по-крупному и стремиться ответить на самые большие вопросы, с которыми сегодня сталкивается астрономия. Только LUVOIR, предлагаемый 15,1-метровый космический телескоп, в 40 раз превосходящий по светособирающей способности "Хаббл", осмеливается дать человечеству ответы на эти загадки.
Существует ли "Девятая планета"? Если да, то большинство наземных телескопов или даже нынешние/будущие космические телескопы едва ли смогут получить изображение размером в один пиксель. Но LUVOIR сможет, даже находясь на большом расстоянии, выявить сложную структуру на поверхности планеты. Кредит изображения: NASA / команда разработчиков концепции LUVOIR.LUVOIR, концепция большой ультрафиолетовой, оптической и инфракрасной обсерватории, по сути, является увеличенной версией Хаббла в космосе, способной выполнять научные исследования, которые были непостижимы еще поколение назад. Это вовсе не означает умаление достижений Хаббла! Подумайте, что дал нам Хаббл: революцию в космологии, революцию в нашем понимании галактик и их составных частей, пристальный взгляд на нашу динамичную Солнечную систему и наши первые шаги в изучении экзопланетных атмосфер. LUVOIR размером 15,1 метра, с сегментированной конструкцией, инструментальными возможностями, намного превосходящими те, что мы имеем сегодня, превосходным разрешением и многим другим, будет представлять собой не постепенное улучшение, а преобразование, по сравнению не только с существующими, но и с любыми когда-либо предложенными обсерваториями.
Если бы Солнце находилось на расстоянии 10 парсеков (33 световых года), то LUVOIR не только смог бы получить прямое изображение Юпитера и Земли, включая съемку их спектров, но даже планета Венера поддалась бы наблюдениям. Кредит изображения: NASA / концептуальная команда LUVOIR.Я поговорил с Джоном О'Меарой, руководителем отдела науки о космическом происхождении LUVOIR, о самых разных темах, связанных с этим предлагаемым телескопом. Во всех областях астрономии, которые вы можете себе представить - от Солнечной системы до экзопланет, звезд, галактик, межгалактического газа, темной материи и многого другого - телескоп такого уровня продвинет наши научные знания вперед так, как ничто другое никогда не продвигало. Столь большие размеры в сочетании с другими передовыми технологиями, которые будут находиться на борту LUVOIR, делают его поистине обсерваторией мечты астронома. По сравнению с тем, что мы можем сделать сегодня, вот шесть вещей, которые позволит нам узнать такой гигантский космический телескоп.
Внешний мир в поясе Койпера Солнечной системы будет выглядеть с множеством богатых особенностей в телескопе класса 10-15 метров (L), в то время как Хаббл, даже на максимальном пределе своих возможностей, увидит лишь несколько пикселей с любой информацией (R). Кредит изображения: команда разработчиков концепции LUVOIR.Солнечная система - Представьте себе, каково это - прямое изображение гейзеров на Европе и Энцеладе, извержений на Ио или составление карты магнитных полей газовых гигантов прямо здесь, рядом с нашим собственным миром? Представьте себе, что вы смотрите на далекий мир в поясе Койпера и получаете не просто один пиксель света для экстраполяции, а изображение самого мира и можете различить особенности поверхности? Таковы перспективы 10- или более метрового космического телескопа, который должен быть способен не только сделать невероятные снимки этих миров, но и получить спектры огромного разнообразия особенностей их поверхности.
Самым сильным фактором, определяющим размер телескопа LUVOIR, является желание иметь большую выборку кандидатов в экзоземляне для изучения. На этом рисунке показаны реальные звезды на небе, для которых можно наблюдать планету в обитаемой зоне. Цветовая кодировка показывает вероятность наблюдения кандидата в экзоземляне, если он присутствует вокруг данной звезды (зеленый цвет - высокая вероятность, красный - низкая). Изображение предоставлено: К. Старк и Дж. Тумлинсон, STScI.Экзопланеты - Вместо того чтобы делать выводы о существовании планет по их транзитам или колебаниям, которые они вызывают на орбитах своих родительских звезд, LUVOIR будет обладать возможностью получать изображения многих из них напрямую.
Обратите внимание: В чём встретить новый год 2021? Планируем образ.
С помощью коронографа беспрецедентного качества, в сочетании с уникальными размерами и расположением в космосе, он сможет найти и изобразить сотни звездных систем для поиска экзопланет-кандидатов с потенциальной жизнью на них: все звезды в радиусе около 100 световых лет. С помощью полученных спектров LUVOIR сможет сделать то, на что не способна ни одна из существующих или планируемых обсерваторий: искать молекулярные биосигнатуры вокруг сотен потенциально пригодных для жизни миров размером с Землю. Впервые это может дать нам доказательства существования жизни за пределами нашей Солнечной системы.
A simulated image of what Hubble would see for a distant, star-forming galaxy (L), versus what a 10–15 meter class telescope would see for the same galaxy (R). The resolution is many times better for the image at right, but what isn’t encoded in this image is the fact that the image at left needs to be exposed for up to 40 times as long to capture the same amount of light. Image credit: NASA / Greg Snyder / LUVOIR-HDST concept team.Звезды - Когда был запущен космический телескоп "Хаббл", он открыл перед астрономами-наблюдателями потрясающую возможность: возможность измерения свойств отдельных звезд в галактике Андромеды, расположенной на расстоянии более 2 миллионов световых лет. С помощью LUVOIR мы сможем провести такие же измерения для каждой галактики в радиусе около 300 миллионов световых лет! Впервые мы сможем измерить звезды во всех типах галактик во Вселенной - от карликовых, спиральных, гигантских эллиптических до редких кольцевых галактик и галактик, находящихся в активном процессе слияния. Такая космическая перепись была бы невозможна без большого оптического космического телескопа, подобного этому.
Хотя в поле eXtreme Deep Field есть увеличенные, сверхдалекие, очень красные и даже инфракрасные галактики, там есть галактики еще более далекие, которые LUVOIR сможет выявить без помощи гравитационных линз. Изображение предоставлено: NASA, ESA, Р. Боувенс и Г. Иллингворт (Калифорнийский университет, Санта-Крус).Галактики - Хаббл, что весьма примечательно, смог найти галактики, когда Вселенной было всего 400 миллионов лет: всего 3% от ее нынешнего возраста. Но столь далекие галактики встречаются редко, поскольку "Хаббл" может видеть только самые яркие из них, да и то лишь те, которым помогает наличие гравитационных линз на переднем плане. В отличие от этого, LUVOIR сможет увидеть все галактики, включая слабые, карликовые, крошечные строительные блоки современных галактик и те, которые вообще не имеют гравитационных линз или случайного выравнивания. Мы наконец-то сможем узнать обо всей популяции галактик во Вселенной и измерить их с разрешением всего 300-400 световых лет на пиксель, независимо от того, как далеко они находятся во Вселенной.
Безошибочно различимый розовый цвет вдоль спиральных рукавов прослеживает области ионизированного водорода, вызванного образованием горячих молодых звезд в этой галактике, многие из которых со временем станут сверхновыми. В то время как измерение газа, питающего такую галактику, сегодня едва ли возможно, LUVOIR позволит нам не только измерить его, но и составить его карту и определить его молекулярные и атомные компоненты. Изображение кредитное: AURA/Gemini Observatory.Межгалактический газ - Сегодня мы можем взять "карандашный луч" галактики, измерить ореол газа, окружающий галактику и служащий ей топливным баком и центром переработки. Мы можем измерить особенности поглощения этого газа и сравнить их с лучшими 3D-симуляциями, которые может предложить наша теория и технология. Но с помощью LUVOIR мы можем напрямую получать изображения десятков или даже сотен "карандашных лучей" на галактику, измеряя и картируя окологалактическую среду для любой галактики. Мы можем даже, в некоторых случаях, непосредственно изобразить эмиссионные свойства возбужденного газа, что позволяет нам напрямую сравнивать наши наблюдения с симуляциями, без необходимости делать интерполяцию, необходимую только в случае поглощения.
Подчиняются ли маленькие и/или молодые галактики другому гравитационному закону или закону ускорения, чем большие и старые? Это позволило бы провести длинный путь к различию между темной материей и измененной гравитацией, и LUVOIR, проводя измерения галактик на расстоянии миллиардов световых лет, позволит нам это выяснить. Изображение предоставлено: Адам Блок/Небесный центр Маунт-Леммон/Университет Аризоны.Темная материя - эта невидимая, прозрачная масса отвечает за большую часть гравитации во Вселенной, однако мы можем определить ее только по ее влиянию на видимую материю. В прошлом это означало изучение объемных свойств больших областей удаленных галактик, причем Млечный Путь, с нашей точки зрения, является одной из самых сложных галактик для картирования. LUVOIR изменит все это, позволив нам измерить вращательные свойства галактик на более отдаленных расстояниях, чем когда-либо прежде, и проверить, изменился ли профиль темной материи галактик за миллиарды лет. Мы сможем проверить модели темной материи в явном виде, измерив собственные движения звезд Млечного Пути с невиданной ранее точностью и проанализировав мельчайшие строительные блоки галактик, которые в настоящее время недоступны даже самым мощным телескопам мира.
Но ничто не заменит пребывания в космосе; какой бы хорошей ни была адаптивная оптика, вы никогда не сможете преодолеть 100% влияния атмосферы. Это особенно верно в ультрафиолете и во многих инфракрасных диапазонах волн, которые действительно могут быть точно отображены только из космоса из-за атмосферного поглощения на этих длинах волн. Размер также не заменим, он определяет как максимальное разрешение, которого можно достичь, так и светособирающую способность. В целом, LUVOIR будет способен более чем в шесть раз превышать разрешение Хаббла и делать снимки на ту же глубину примерно в 40 раз быстрее. То, что LUVOIR сможет увидеть за девять дней непрерывных наблюдений, займет у Хаббла целый год, и все равно разрешение Хаббла будет лишь на 16% лучше.
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.