Мы вступаем в новую эру космических исследований. Новая обсерватория Веры Рубин в Чили преобразует астрономию благодаря своей исключительной способности детально картографировать Вселенную. Она призвана раскрыть тайны, которые ранее были нам недоступны. Давайте рассмотрим первые изображения, полученные с помощью телескопа Рубин, и то, что они уже показывают нам.
Эти изображения наглядно демонстрируют беспрецедентные возможности, которые Рубин использует для революции в астрономии и нашем понимании Вселенной. Уникальное сочетание чувствительности, охвата обширных участков неба и исключительного качества изображений делает Рубин поистине преобразующим инструментом.
На этих снимках видны не только яркие объекты в мельчайших деталях, но и слабые структуры как вблизи, так и вдали, на больших участках неба.
Потрясающие розовые и голубые облака на этом изображении — это туманности Лагуна (внизу слева) и Трифид (вверху справа). Слово «туманность» происходит от латинского слова «облако», и эти гигантские облака действительно огромны — настолько, что свету требуются десятилетия, чтобы пересечь их. Они являются звёздными питомниками, местами рождения следующего поколения звёзд и планет в нашей галактике Млечный Путь.
Интенсивное излучение горячих молодых звёзд приводит в движение частицы газа, заставляя их светиться розовым цветом. Вдали от этих новорождённых звёзд более холодные области состоят из микроскопических пылинок. Они отражают звёздный свет (процесс, известный в астрономии как «рассеивание»), подобно нашей атмосфере, создавая красивые синие оттенки. Более тёмные нити внутри представляют собой гораздо более плотные области пыли, скрывающие все звёзды на заднем плане, кроме самых ярких.
Для обнаружения этих цветов астрономы используют фильтры на своих инструментах, пропуская только определённые длины волн света на детекторы. У Рубина есть шесть таких фильтров, охватывающих диапазон от коротких ультрафиолетовых (УФ) волн до видимого спектра и более длинных волн ближнего инфракрасного диапазона. Объединение информации из этих различных фильтров позволяет проводить детальные измерения свойств звёзд и газа, таких как их температура и размер.
Скорость Рубина — его способность снимать изображение одним фильтром, а затем быстро переходить к следующему — в сочетании с огромной площадью неба, которую он может охватить одновременно, делает его уникальным и захватывающим. Уровень детализации, позволяющий выявить мельчайшие и самые слабые структуры, позволит ему составить карту подструктур и спутниковых галактик Млечного Пути, как никогда раньше.
Изображения галактик наглядно демонстрируют масштаб, в котором обсерватория Рубин будет составлять карту Вселенной за пределами нашего Млечного Пути. Большие галактики, видимые здесь (например, две яркие спиралевидные галактики в нижнем правом углу изображения), принадлежат к скоплению Девы, гигантской структуре, содержащей более 1000 галактик, в каждой из которых миллиарды и триллионы звёзд.
Это изображение прекрасно демонстрирует огромное разнообразие форм, размеров и цветов галактик в нашей Вселенной, раскрытое Рубином во всей их полноте. Внутри этих галактик видны яркие точки — это регионы звездообразования, такие же, как туманности Лагуна и Трифид, но, что примечательно, они находятся в миллионах световых лет от нас.
Покадровое изображение охватывает всего 2% площади полного изображения Рубина, раскрывая Вселенную, кишащую небесными телами. Полное изображение, содержащее около 10 миллионов галактик, потребовало бы нескольких сотен телевизоров сверхвысокой чёткости для отображения во всех деталях. К концу десятилетнего исследования Рубин каталогизирует свойства около 20 миллиардов галактик, их цвета и расположение на небе, а также информацию об ещё более загадочных компонентах нашей Вселенной, таких как тёмная материя и тёмная энергия.
Эти неизмеримые числа требуют обработки данных в совершенно новом масштабе. Для выявления новых открытий из этих данных требуются гигантские совместные усилия, в которых астрономия Великобритании играет важную роль. Великобритания обработает около 1,5 миллиона изображений Рубина и разместит у себя один из трёх международных центров доступа к данным для проекта, предоставляя учёным по всему миру доступ к обширным данным Рубина.
В Университете Саутгемптона мы разрабатываем два критически важных программных продукта для Рубина. Первый из них — это возможность комбинировать изображения Рубина с изображениями на более длинных инфракрасных длинах волн. Это расширяет диапазон цветов, которые видит Рубин, предоставляя ключевую диагностическую информацию о свойствах звёзд и галактик. Второй — это программное обеспечение, которое свяжет наблюдения Рубина с другим новым инструментом, называемым 4MOST, который вскоре будет установлен на телескопе Vista в Чили.
Часть работы 4MOST будет заключаться в том, чтобы быстро фиксировать и классифицировать «источники», или объекты, на небе, обнаруженные Рубином. Одним из таких типов быстро меняющихся источников является звёздный взрыв, известный как сверхновая. Мы ожидаем, что за два года каталогизируем больше взрывов сверхновых, чем когда-либо было сделано ранее. Наш вклад в проект Рубина приведёт к совершенно новому пониманию того, как живут и умирают звёзды и галактики в нашей Вселенной, предлагая беспрецедентный взгляд на великий космический цикл.
Обсерватория Рубин — это не просто новый телескоп, это новые глаза на Вселенную, раскрывающие космос в беспрецедентных деталях. Нас ждут сокровища открытий, но самым интересным среди них будут скрытые секреты Вселенной, о которых нам ещё предстоит узнать. Первые изображения с Рубина стали впечатляющей демонстрацией необъятности Вселенной. Что мы можем найти в этом гигантском наборе данных космоса, когда развернётся окончательное покадровое кино нашей Вселенной?
Предоставлено The Conversation.