Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 27.07.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Миссия "Гайя": год на орбите

Миссия «Гайя»: год на орбите
shortstoryf

В пятницу 21 августа 2015 года, миссия Европейского космического агентства «Гайя», предназначенная для наблюдения за почти миллиардом звёзд, закончила свой первый год научных наблюдений по главной рабочей программе. Старт аппарата состоялся 19 декабря 2013 года и после шестимесячного проверочно-испытательного периода на орбите, 25 июля 2014, начал проводить свои первые научные операции. Телескоп расположился во второй точке Лагранжа L2, в полутора миллионах километров от Земли. Отсюда «Гайя» изучает звёзды и другие астрономические объекты, а возвращаясь заново к уже изученным объектам, аппарат может сравнить их текущее и предыдущее положения и вычислить расстояние до них и траекторию движения сквозь Млечный Путь.

Гайя плотность распределения звёзд

Здесь показана плотность звёзд в плоскости нашей галактике согласно данным от миссии «Гайя» — количество звёзд, регистрируемых каждую секунду в поле зрения аппарата. Более яркие области указывают на высокие концентрации звёзд, тёмные — наоборот. Видно, что самая большая плотность наблюдается в плоскости Млечного пути в виде светлой белой полосы. Если на изображении присутсвуют тёмные области, то это плотные скопления газа и пыли, которые не пропускают звёздный свет. Вне плоскости Галактики видны только два сравнимо ярких объекта. Это Малое и Большое Магеллановы Облака, который видны справа и ниже. Также здесь можно наблюдать светлые точки, которые обозначают шаровые звёздные скопления, содержащие в себе до миллиона звёзд. Источник: ESA/Gaia – CC BY-SA 3.0 IGO

В течение первых 28 дней на орбите «Гайя» работала в особом режиме просмотра неба, рассматривая большие круглые области, но всегда включая в обзор полюса эклиптики. Это означает, что аппарат наблюдал одни и те же звёзды множество раз, что позволило сформировать гигантскую калибровочную базу для телескопа. В конце этой фазы, 21 августа 2014 года, миссия начала свою главную научную программу, используя современный закон исследования всего неба, специально разработанный для достижения наиболее точных результатов. С начала этой рутинной работы аппарат «Гайя» сделал 272 миллиарда записей позиционных или астрометрических измерений, 54.4 миллиарда записей о светимости ли фотометрические данные и 5.4 миллиарда спектров.

Команда миссии провела напряжённый год, обрабатывая и анализируя эти данные. И это всё необходимо для того, чтобы составить огромный каталог положений, расстояний, движений и других свойств более чем миллиарда звёзд. И этот каталог будет находиться в свободном доступе. Из-за огромных объёмов данных и их очень сложного характера, вся эта работа требует огромных усилий от опытных учёных и разработчиков анализирующего программного обеспечения. Центры обработки рассредоточены по всей Европе, а информация поступает в объединённый консорциум по обработке и анализу данных от «Гайи» (DPAC).

«Прошедшие двенадцать месяцев были очень интенсивными в плане работы, но мы сумели это преодолеть и с нетерпением ждём следующих четырёх лет уже номинальной работы. Прошёл один год, и до выпуска промежуточного каталога нас также отделяет всего один год. Мы планируем его выпустить летом 2016 года. Сейчас уже точно можно сказать, что мы прошли половину путы, а чтобы показать, что аппарат работает исправно мы периодически будем предоставлять общественности небольшие предварительные данные», — Тимо Прусти, главный научный руководить миссии в ЕКА.

Годичный параллакс

Параллакс

Демонстрация метода годичного параллакса. Источник: ESA/Medialab

В качестве примера того, что работа не стоит на месте, исследователи привели данные об измерении годичного параллакса для начальной группы звёзд, которая насчитывает два миллиона объектов. Годичный параллакс видимое движение звезды относительно заднего плана, наблюдаемое за период в один год и возникающее в результате реального движения Земли вокруг Солнца. То же самое можно сказать и про «Гайю», поскольку она также вращается вокруг Солнца рядом с Землёй. Но параллакс не единственное движение, которое удалось зафиксировать аппарату: звёзды действительно сами перемещаются в пространстве. Такое движение объекта называют собственным. Тут не стоит путать эти два понятия. Собственное движение характеризует изменение положения звезды на небесной сфере вследствие движения Солнечной Системы и самих звёзд. А параллакс это периодическое изменение вызванное именно движением Земли вокруг Солнца. К настоящему времени аппарат смог провести примерно 14 измерений каждой видимой им звезды на небосводе, но полученных результатов всё ещё недостаточно, чтобы суметь отличить параллакс от собственного движения.

Чтобы попытаться разобраться в этой проблеме, учёные решили объединить данные от «Гайи» с положениями звёзд, которые присутствуют в каталоге Tycho-2, основанного на данных, полученных между 1989 и 1993 годами предшественником аппарата, спутником Hipparcos (High Precision Parallax Collecting Satellite — «высокоточный спутник для сбора параллаксов»). Именно из-за этого пришлось пока ограничить количество звёзд до двух миллионов.

Из геометрии ясно, что, чем ближе звезда к Солнцу, тем больше её параллакс, таким образом, измерение этой характеристики движения звезды может использоваться для определения расстояния до неё. В свою очередь, расстояние необходимо для того, чтобы перевести значение видимой звёздной величины в истинную или абсолютную звёздную величину. Основываясь на этих абсолютных значениях учёные научились строить специальный график отношения истинной яркости звёзд от их температур, которые соответствуют определённым цветам. Этот график получил название диаграммы Герцшпрунга — Рассела.

Гайя диаграмма Герцшпрунга — Рассела

Диаграмма Герцшпрунга — Рассела, которая составлена по данным от миссии «Гайя». Источник: ESA/Gaia/DPAC/IDT/FL/DPCE/AGIS

«Наша первая диаграмма Герцшпрунга — Рассела, на которой присутствует абсолютная звёздная величина объектов, изученных за первый год по каталогу Tycho-2, и цветовая информация от наземных телескопов, позволяет представить нам то, чем мы будем заниматься в ближайшие годы», — Леннарт Линдегрен, профессор из Лундского университета, основоположник миссии «Гайя».

Прочие исследования звёзд

Поскольку «Гайя» постоянно проводит постоянные повторные исследования небесной сферы, чтобы изучить движение звёзд, аппарат также в состоянии зафиксировать, изменил ли какой-либо объект свою яркость. При этом аппарат стал обнаруживать очень интересные астрономические объекты. Удалось выявить сотни источников света, находящиеся в переходной фазе, а 30 августа 2014 года даже удалось обнаружить первую в истории работы аппарата сверхновую. Это открытие довольно быстро было подтверждено, поскольку информация о необычных вспышках и прочих явлениях моментально передаётся по каналам связи во всевозможные научные центры, чтобы астрономы успели нацелить телескопы на новый объект и начать изучать его как можно раньше.

Так и был обнаружен один из источников, который внезапно и очень активно вспыхнул, увеличив свою светимость в пять раз. Оказалось, что «Гайя» смогла обнаружить катаклизмическую переменную — систему двух звёзд, в которой белый карлик пожирает вещество своего компаньона, являющегося нормальной звездой. Да к тому же оказалось, что эта система является затменно-переменной, в ней для наблюдателя с Земли относительно большая нормальная звезда проходит непосредственно перед меньшим, но существенно более ярким компаньоном. Необычно ещё и то, что у обеих звёзд в этой системе, кажется, присутствует много гелия и мало водорода. Данные этого открытия от «Гайи», а также последующие наблюдения должны помочь астрономам понять, как эти две звезды могли потерять весь свой водород.

Аппарат также обнаружил множество звёзд, яркость которых в течение долгого времени изменяется более регулярно. Многие из этих открытий были сделаны в период между июлем и августом 2014 года, поскольку именно в это время «Гайя» выполняла несколько повторных наблюдений за участками неба, расположенными близко к полюсам эклиптики. Так удалось изучить переменные звёзды, расположенные в этих регионах.

Астрономические объекты и Солнечная Система

Большое Магелланово Облако карликовая галактика и близкий компаньон нашего Млечного Пути. Она как раз расположена близко к южному полюсу эклиптики. Аппарат «Гайя» сумел предоставить детализированные кривые блеска для десятков переменных звёзд типа RR Лиры в этом облаке, а мелкие детали в этих данных свидетельствуют об очень высоком качестве получаемой информации.

Другим любопытным объектом, который был изучен в этой же фазе, является туманность Кошачий Глаз — планетарная туманность также известная как NGC 6543. В отличие от Большого Магелланова Облака этот объект находится близко к северному полюсу эклиптики. Планетарные туманности формируются, когда внешние слои стареющей звезды средних или низких масс выбрасываются в пространство и там взаимодействуют с окружающей межзвёздной средой, оставляя после себя компактный белый карлик. «Гайя» совершила около 200 наблюдений за туманностью Кошачий Глаз и обнаружила около 84000 запутанных нитей газа, или филаментов. По мере продолжения своих исследований аппарат будет в состоянии видеть изменения при расширении этих газовых узлов в этой и других планетарных туманностях.

Гайя туманность Кошачий Глаз

Туманность Кошачий Глаз или NGC 6543 по данным телескопа «Хаббл» (фоновое изображение) и миссии «Гайя» (синие полосы). Источник: NASA/ESA/HEIC/The Hubble Heritage Team/STScI/AURA (background image); ESA/Gaia/DPAC/UB/IEEC (blue points)

Если рассматривать только нашу Солнечную Систему, то и здесь данных от миссии предостаточно. Аппарат сумел обнаружить множество мелких каменных тел, которые населяют нашу систему, главным образом между орбитами Марса и Юпитера. Поскольку эти объекты существенно ближе к нам, чем звёзды, то, на астрономических снимках кажется, будто они движутся против движения звёзд. Учёные даже разработали специальное программное обеспечение, что искать подобные изменения в движении объектов и сопоставлять их с орбитами известных астероидов, чтобы удалить их из данных и не путать со звёздами. Но косвенно эта информация может использоваться, чтобы охарактеризовать известные астероиды и обнаружить тысячи новых.

Гайя астероиды

Здесь указано расположение всех астероидов, которые обнаружила «Гайя». Синим цветом показаны объекты, выявленные с высокой точностью, зелёным и красным — с низкой. Источник: ESA/Gaia/DPAC/CU4, L. Galluccio, F. Mignard, P. Tanga (Observatoire de la Côte d’Azur)

И, наконец, в дополнение к астрометрическим и фотометрическим измерениям, «Гайя» смогла собрать спектры многих звёзд, которые должны помочь определить их движение вдоль линии видимости, измеряя небольшие изменения в распределении поглотительных линий в спектрах из-за эффекта Доплера. Но в дополнении ко всему, в спектрах некоторых горячих звёзд были обнаружены поглотительные лини газа, который расположился между телескопом и звездой. Это позволит учёным определить распределение в пространстве этих газовых облаков.

По информации Европейского космического агентства.

Метки

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google