19 декабря 2013 года российская ракета «Союз-СТ-Б» стартовала с космодрома Куру, что во Французской Гвиане, неся на борту очередную космическую обсерваторию «Гайя» (Gaia — Глобальный астрометрический интерферометр для астрофизиков), принадлежащую Европейскому Космическому Агентству ESA.
Содержание:
«Охотник за звездами»
Спустя 42 минуты после запуска, телескоп успешно отделился от разгонного блока и взял курс на вторую точку Лагранжа (L2), которая будет его рабочим местом несколько лет.
Анимация раскрытия телескопа
Находясь в точке L2, обсерватория сможет наблюдать за миллиардом звезд, экзопланетами и темной материей, а также создать наиболее подробную карту нашей галактики Млечный путь, в особенности ближайшего окружения Солнца. С технической точки зрения это самый совершенный телескоп, имеющий ПЗС-матрицу колоссального размера, за что удостоился титула «самой большой в мире цифровой камеры».
Инфографика от РиаНовости
Его стоимость около 740 миллионов евро. Из-за подозрений в неисправности транспондеров (приборов, передающих и принимающих сигнал), запуск был даже отложен и состоялся только после их замены.
Звездные задачи
Внутренее строение
Прямое назначение телескопа – сбор данных о звездах Млечного пути. Собрав и проанализировав данные о миллиарде звезд (это почти 1 процент звездной популяции Млечного пути), можно будет на их основе составить самую точную звездную карту галактики.
ПЗС-матрица
Изображение туманности Кошачий Глаз во время фазы калибровки телескопа Gaia
На борту обсерватории «Гайя» установлены два телескопа. Собранный ими свет падает на блок высокочувствительных ПЗС-матриц, собранный из 106 элементов и имеющий совокупный размер 50х100 см, при этом может быть получено рекордное разрешение в миллиард пикселей. Помимо этого основного инструмента, обсерватория оснащена также спектрометром и фотометром.
Принцип работы
Для построения 3-мерной карты галактики, телескопу потребуется определить пространственные координаты звезд методом астрономического параллакса. Угол обзора обоих телескопов обсерватории довольно небольшой. Для «осмотра» всей небесной сферы станция будет вращаться вокруг своей оси. При вращении свет каждой звезды будет последовательно проходить по ПЗС-матрице, которая разделена на функциональные сектора. Во время прохода через первые два столбца матрицы (на каждый телескоп по столбцу), компьютер избирает те звезды, за которыми следует наблюдать.
Слева изображение NGC 2516 полученное телескопом Gaia, по сравнению с изображением Digital Sky Survey, снятым с Земли (справа)
После этого свет попадает на астрономическую (основную) часть матрицы. Она настроена таким образом, чтобы успеть обработать поступившее изображение. Именно так будут получаться данные для методики астрономического параллакса. Основной частью матрицы пользуются оба телескопа.
Далее свет попадает на следующие столбцы матриц, которые связаны с фотометром. Здесь происходит сбор информации о спектре, который расскажет о химическом составе и температуре звезды.
Спектрометрический анализ
Калибровочное изображение M94, снятое космическим аппаратом Gaia в начале 2014 года. Зазор из-за того, что изображение снималось двумя различными ПЗС-матрицами.
Самый последний сектор матрицы отведен для спектрометрического анализа. Данные спектрометра с учетом эффекта Доплера помогут рассчитать радиальную скорость звезды (как быстро она приближается или удаляется от наблюдателя). Весь объем собранной за день информации – ежедневно это около 50 гигабайт – передается на Землю. За рассчитанный срок работы «Гайя» в 6 лет такой информации должно накопиться более одного петабайта.
Чувствительность телескопа
Телескоп Гайя, снимок Very Large Telescope Survey
Хотя главное здесь даже не количество, а качество полученной информации. Уровень установленной техники обеспечит измерениям небывало высокую точность. «Гайя» сможет разглядеть две звезды с угловым расстоянием 25 микросекунд (это то же, что рассмотреть на поверхности Луны 25-центовую монету или срез волоса на расстоянии 1000 км). На Земле была достигнута даже большая точность в 10 микросекунд дуги благодаря использованию принципа радиоинтерферометрии на сверхдлинной базе (с синхронным задействованием телескопов в разных точках планеты). Но это были лишь наблюдения отдельных объектов, а «Гайя» измерит параллаксы сотен миллионов звезд.
