Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 11.12.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Обсерватория "Планк" обновила информацию о реликтовом излучении

Обсерватория «Планк» обновила информацию о реликтовом излучении
shortstoryf

Специалисты Европейского космического агентства опубликовали все полученные на сегодняшний день данные от миссии «Planck», в рамках которой аппарат фиксировал распределение горячего газа, пыли и магнитных полей, наряду с реликтовым излучением. Всю эту информацию учёные смешали вместе и, оставив информацию только о нашей галактике, получили очень красочное её представление. За этой работой Планк провёл более четырёх лет и сумел полностью изучить излучение, которое дошло до нас с рождения Вселенной, называемое космическим микроволновым фоном (cosmic microwave background, cmb).

«Планк может видеть очень древний свет, тот, который идёт к нам с рождения Вселенной, может наблюдать газ и пыль в нашей собственной галактике, и в значительной степени изучает то, что находится в промежутке между этими двумя эпохами. И видеть он это может напрямую, а может посредством влияния современных источников на старое излучение», — Чарльз Лоуренс, руководитель проекта «Planck» в Лаборатории реактивного движения.

Эти новые данные стали доступны широкой публике 5 февраля 2015 года и теперь включают в себя наблюдения, полученные во время всей миссии. Команда учёных, занятых в ней, говорит, что эта информация уже помогла совершенствовать то, что мы знаем о Вселенной, позволяя точнее измерить состояние всего вещества, включая тёмную материю, и как оно сумело объединиться в группы и создать различные космические объекты. К тому же, с помощью этих исследований были подвергнуты тестированию различные ключевые свойства Вселенной, а её параметры измерены с большей точностью.

И вот, одно наше представление о Вселенной уже точно изменилось, благодаря опубликованным материалам. К нему относится тот отрезок времени, во время которого космическое пространство оставалось в темноте во время его младенчества. Предварительные анализ данных Планка показывает, что эта эпоха, известная как «Тёмные века», которая имела место до того, как появились первые звёзды и другие подобные объекты, продлилась больше на сто миллионов лет или даже сверх того. Так, в рамках миссии было установлено, что «Тёмные века» закончились спустя 550 миллионов лет после Большого взрыва, который создал нашу Вселенную. Это существенно позже предыдущих оценок, которые укладывались в предел от 300 до 400 миллионов лет. Учёные продолжают исследовать этот вопрос, чтобы подтвердить его открытие. Данные Планка также подтверждают идею того, что таинственная сила, известная как тёмная энергия, действует в противовес силе тяжести, заставляя Вселенную постоянно расширяться с ускорением. Некоторые учёные утверждают, что тёмная энергия вообще не существует. Вместо этого они говорят, что всё, что мы знаем о силе гравитации из обрисованных процессов Общей Теории Относительности Эйнштейна, требуется переработать. В их теориях вводится понятие отрицательной гравитации, которая действует на больших расстояниях и избавляет нас от необходимости вводить тёмную энергию.

«До сих пор теория Эйнштейна выдерживала все нападки. В связи с этим, гипотеза тёмной энергии тоже держит удар, но мы думаем, что это ещё не конец», — Мартин Уайт, член команды миссии Планка из Калифорнийского университета.

К тому же, был составлен новый каталог Планка, который содержит теперь большее 1500 изображений галактических скоплений, наблюдаемых всюду во Вселенной. На сегодняшний день этот каталог не имеет равных себе в изучении галактик таким образом. Данные этого каталога сохранены в базе Европейского космического агентства и в Центре обработки инфракрасных данных НАСА в Калифорнийском технологическом институте. Сохранение этой информации очень важно, потому что эти группы галактик являются своеобразными маяками, которые указывают на состояние огромных космических нитей (филаментов). Новый анализ Планка показал, что у более чем 400 групп галактик требуется пересмотреть массу, которая обычно лежит в пределах от 100 до 1000 масс Млечного пути. Во время своих попыток измерения массы учёные наблюдали эффект искривления микроволнового света, находящегося на заднем плане относительно изучаемого скопления галактик. Далее, результат был аппроксимирован на сотни других групп. Естественно, при таких измерениях существует большая погрешность, но на сегодняшний день такое исследование является огромным шагом вперёд в лучшем понимании тёмной материи и тёмной энергии.

Но как такая информация о состоянии нашей Вселенной, о её прошлом и о её настоящем, может быть получена из данных Планка? Космическая обсерватория, так же как и её предшественники, изучала древний свет, который двигался миллиарды лет прежде, чем достигнуть наших приборов. Этот свет, космический микроволновый фон, возник спустя 370000 лет после Большого взрыва, в течение времени, когда наша Вселенная охладилась настолько, что движению света больше не препятствовали заряженные частицы и он мог свободно перемещаться. Как раз этот момент времени, когда материя стала скапливаться вокруг гравитационных центров, создавая первые семена галактик, мы видим вокруг нас, благодаря картам, составленным Планком. Анализируя эти протогалактические «глыбы» учёные могут изучить то, какие процессы в ещё молодой Вселенной, спустя мгновения после её рождения, заставили материю собираться в группы. К тому же, исследователи могут понять то, как древний свет изменился за время своего долгого путешествия.

«Космическое микроволновое фоновое освещение — путешественник из далёкого прошлого, который может нам рассказать всю историю нашей Вселенной», — заключает Лоуренс.

Большой проблемой для учёных миссии является отсеивание в длинных волнах подпись древнего космического излучения от света нашего Млечного пути. Дело в том, что большая часть нашей галактики испускает свет в тех же самых длинах волн, создавая шум во время обзора реликтового излучения. Но то, что является проблемой для одних, является своеобразным сокровищем для других. Исследователи хорошенько потрудились, и сумели составить красочное излучение Млечного пути в длинных волнах, отфильтровав из сигнала информацию от космического микроволнового фона. Это изображение показано ниже.

Изображения
Млечный путь Планк

Этот замечательный портрет Млечного пути получила обсерватория «Планк», он содержит в себе информацию о распределении газа, заряженных частиц и некоторых видах космической пыли. Это изображение является сложением данных от наблюдений в микроволновых и миллиметровых диапазонах световой волны, которые существенно длиннее того света, который может увидеть человеческий глаз. Это удивительное изображение было получено не специально, а в результате вычета его информации из данных реликтового излучения. В результате было получено это красочное представление Млечного пути. Источник: ESA/NASA/JPL-Caltech

На опубликованном выше изображении различные цвета представляют различные типы материи и типы излучения. Красный цвет показывает пыль, которая испускает свет в результате сильного нагрева. Этот цвет преобладает на снимке. Жёлтый цвет показывает скопления моноокиси углерода, которые сконцентрированы вдоль плоскости Млечного пути в самых плотных облаках газа и пыли, которые производят большое количество новых звёзд. Синий цвет показывает синхротронное излучение, которое возникает, когда релятивистские электроны, выброшенные в космос из сверхновых или других сильных феноменов, попадают в магнитные поля. Зелёный цвет показывает излучение, возникающее при свободно-свободном переходе. Оно происходит от столкновения электронов и протонов друг с другом, которые замедляются, но продолжают своё первоначальное движение. Термин свободно-свободный переход исходит из того факта, что частицы начинают и заканчивают движение каждая сама по себе, а не связанно. Это излучение является подписью горячего, ионизированного газа около массивных звёзд.


Млечный путь Планк

На этой иллюстрации показаны все данные, из которых составлен главный снимок области вокруг Млечного пути. Верхнее левое изображение показывает светящуюся пыль в виде оттенков красного цвета, которая распространена всюду в нашей галактике. Сама температура пыли для нас холодная, но намного выше температур космического пространства, она равна примерно 20 градусов Кельвина. Вернее правое изображение жёлтого цвета показывает скопления моноокиси углерода вдоль плоскости галактики. Это излучение производят в большом количестве новые звёзды. Нижняя левая иллюстрация показывает распределение частиц свободно-свободного перехода, а синхротронное излучение показано снизу справа. Источник: ESA/NASA/JPL-Caltech


 

Эта иллюстрация содержит самую важную информацию всей миссии обсерватории «Планк». На эту карту нанесено распределение материи, находящейся между Землёй и краем видимой Вселенной. Области с большим количеством материи показаны светлее, чем те, в которых материи меньше. Серые области — участки, в которых свет Млечного пути настолько яркий, что он блокируют всю поступающую информацию. Этот снимок был опубликован 5 февраля 2015 года, для сравнение справа представлена та же карта, полученная Планком в 2013 году. Источник: ESA/NASA/JPL-Caltech


Это изображение показывает распределение пыли в Млечном путы по данным от миссии "Планк". Информация, представленная здесь в виде оттенков красного цвета показывает фактическую температуру пыли, а также поляризованный свет. Информация представлена на частоте 353 ГГц, что соответствует длине волны в 0.85 миллиметров. Это намного больше, чем может увидеть человеческий глаз. Источник: ESA/NASA/JPL-Caltech

Это изображение показывает распределение пыли в Млечном путы по данным от миссии «Планк». Информация, представленная здесь в виде оттенков красного цвета показывает фактическую температуру пыли, а также поляризованный свет. Информация представлена на частоте 353 ГГц, что соответствует длине волны в 0.85 миллиметров. Это намного больше, чем может увидеть человеческий глаз. Источник: ESA/NASA/JPL-Caltech

Когда свет отражается от частиц или даже различных поверхностей, он становится поляризованным. Это означает, что его электрические поля, обычно сориентированные во всех направлениях, становятся сонаправленными. Планк обладает специальными датчиками, которые могут зафиксировать поляризацию. Большая часть такого света приходит из частиц пыли в пределах нашей галактики, но есть и очень маленькая часть, которая приходит со времён рассвета Вселенной, за миллиарды световых лет от нас. Этот древний поляризованный свет содержит в себе подсказки о рождении космического пространства и о её периоде роста, называемом инфляцией.

Исследователи с помощью Планка и других телескопов просеивают свет, чтобы изолировать этот слабый поляризованный сигнал. В частности, они ищут специальный компонент света, под названием B-мода, который, как предполагается, возник в самые первые моменты жизни Вселенной. Одна из самых больших проблем — отделение B-моды от того света, который исходит из самого Млечного пути. Показанное выше изображение как раз и иллюстрирует, что наша галактика производит огромное количество поляризованного света, из-за присутствия которого сложно найти древнее излучение.

По информации NASA.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

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