Новый телескоп NASA начинает охоту за тёмной энергией и сотнями тысяч планет

В миллионе километров от Земли просыпается новый космический детектив. Космический телескоп Нэнси Грейс Роман начал активировать свои инструменты по пути к постоянному наблюдательному пункту в глубоком космосе. Одно из его важнейших устройств — коронограф — уже успешно включилось, ознаменовав важный этап ввода обсерватории в строй. То, что недавно было просто аппаратом на ракете, превращается в одну из самых амбициозных астрономических обсерваторий, когда-либо созданных.

Представьте, что вы стоите на горе и смотрите на огромный город. Хаббл подобен изучению одного здания через мощный зум-объектив. Роман — как фотографирование всего города с возможностью разглядеть окна. Это меняет всё. Вместо изучения горстки объектов Роман будет изучать миллионы. Вместо отдельных галактик — картографировать огромные участки Вселенной. А когда у учёных внезапно появляется доступ к такому объёму данных, неизбежны неожиданные открытия.

Миссия, нацеленная на величайшую загадку Вселенной

Большинство людей полагает, что астрономы знают, из чего состоит Вселенная. На самом деле они понимают лишь малую её часть. Обычная материя — звёзды, планеты, газовые облака и галактики, которые мы можем видеть, — составляет лишь ничтожный процент космоса. Остальное, по-видимому, состоит из двух невидимых компонентов: тёмной материи и тёмной энергии. Тёмная материя действует как невидимый каркас, удерживающий галактики. Тёмная энергия, похоже, раздвигает Вселенную с ускорением. Вместе эти загадочные субстанции доминируют в космосе, но никто точно не знает, что они собой представляют.

Роман был специально создан, чтобы помочь разгадать эту головоломку. Телескоп обследует миллиарды галактик и создаст одну из самых подробных карт Вселенной. Отслеживая, как галактики группируются на огромных расстояниях и в космическом времени, учёные надеются лучше понять, как тёмная материя формирует Вселенную и ведёт ли себя тёмная энергия так, как предсказывают современные теории. Последствия могут быть огромными: если Роман обнаружит несоответствия в существующих моделях, физикам, возможно, придётся пересмотреть некоторые фундаментальные предположения, лежащие в основе космологии.

Трёхмерная карта космоса

Одна из самых амбициозных целей Романа — создание гигантской трёхмерной карты Вселенной. Это не просто каталог галактик. Это попытка реконструировать крупномасштабную архитектуру самой космической истории. Измеряя положения и расстояния миллиардов галактик, Роман поможет учёным визуализировать, как Вселенная эволюционировала в течение миллиардов лет. Исследователи смогут увидеть, как накапливалась материя, как формировались скопления галактик и как менялось космическое расширение со временем. Астрономы часто сравнивают Вселенную с гигантской паутиной. Галактики не разбросаны случайным образом — они образуют нити, скопления и огромные структуры, соединённые на невообразимых расстояниях. Роман даст один из самых чётких взглядов на эту космическую сеть. И скрытые в ней могут быть ключи к силам, которые мы пока не понимаем.

Охота за сотнями тысяч новых миров

Тёмная материя и тёмная энергия могут доминировать в заголовках, но поиск планет Романом может оказаться не менее революционным. Учёные ожидают, что обсерватория обнаружит более ста тысяч экзопланет — миров, вращающихся вокруг звёзд за пределами нашей Солнечной системы. Некоторые из этих планет могут напоминать уже известные астрономам миры, другие могут представлять собой совершенно новые категории планетных систем. Особенно интересна способность Романа обнаруживать планеты, которые другим обсерваториям трудно найти: далёкие миры, вращающиеся далеко от своих звёзд, и планеты-изгои, блуждающие в космосе без родительской звезды. Представьте планету, дрейфующую в темноте между звёздными системами — без восхода, без заката, без близкого солнца. Астрономы подозревают, что в Млечном Пути могут существовать миллиарды таких миров, и Роман может помочь выяснить, насколько они распространены.

Технология, способная изменить поиски внеземных миров

Возможно, самый захватывающий инструмент Романа — коронограф. Это сложное устройство предназначено для блокировки ослепительного света звезды, чтобы астрономы могли напрямую наблюдать тусклые объекты рядом с ней. Коронограф, недавно включённый во время ввода в строй, считается одной из самых передовых технологий для получения изображений планет из космоса. Попытка сфотографировать экзопланету рядом с её звездой часто сравнивается с попыткой разглядеть крошечного светлячка рядом с огромным прожектором. Обычно звезда полностью затмевает отражённый свет планеты. Коронограф Романа использует сложные маски, зеркала и технологию управления волновым фронтом, чтобы подавить звёздный свет и показать объекты, которые в противном случае оставались бы невидимыми. Хотя этот инструмент официально считается демонстрацией технологии, многие учёные видят в нём нечто гораздо большее — это предвестник технологий, которые будущие обсерватории будут использовать для прямого наблюдения за планетами, подобными Земле, вращающимися вокруг далёких звёзд.

Роман, Хаббл и Уэбб — мощная космическая команда

Роман часто называют преемником Хаббла. В реальности его лучше понимать как часть команды. Хаббл превосходен в детальных наблюдениях. Уэбб специализируется на изучении тусклых и далёких объектов из ранней Вселенной. Роман обеспечит широкоугольную перспективу, которую ни один из этих телескопов не может эффективно достичь. Его поле зрения более чем в сто раз превышает поле зрения Хаббла, что позволяет ему быстро идентифицировать цели, достойные более глубокого изучения. Представьте Романа как разведчика — он обследует огромные космические территории, идентифицирует необычные объекты и выявляет закономерности, невидимые в меньших масштабах. Затем Хаббл и Уэбб могут приблизиться для более детального изучения. Вместе три обсерватории дадут астрономам беспрецедентный вид на Вселенную.

Возможность, которую никто не может предсказать

История показывает, что самые важные открытия часто бывают теми, которые учёные не искали. Когда запускали Хаббл, никто не ожидал, что он покажет тысячи ранее неизвестных галактик в крошечных участках, казавшихся пустым небом. Когда астрономы начали изучать экзопланеты, они предполагали, что большинство планетных систем будут похожи на нашу. Вместо этого они нашли странные миры, бросающие вызов всем ожиданиям. Роман может пойти по тому же пути. Его огромные обзоры сгенерируют ошеломляющие объёмы данных. Где-то в этих наблюдениях могут скрываться объекты, структуры или явления, которых никто не предсказывал: возможно, новые типы планет, неожиданное поведение тёмной энергии или свидетельства того, что наше понимание гравитации неполно. Чем масштабнее обзор, тем больше шансов найти сюрпризы. Обзор Романа будет одним из самых масштабных из когда-либо проводившихся из космоса.

Телескоп всё ещё находится за несколько месяцев до начала полноценных научных операций. Инженеры продолжат калибровку инструментов, тестирование систем и настройку производительности по мере приближения Романа к месту назначения в точке Лагранжа L2, примерно в одном миллионе миль от Земли. Первые научные снимки ожидаются после завершения ввода в строй. Но даже сейчас астрономы ощущают значимость этого момента. Включение инструментов Романа — это первый шаг миссии, которая может каталогизировать миллиарды галактик, открыть более ста тысяч миров и пролить новый свет на тайны, которые мучили учёных на протяжении поколений. Некоторые телескопы помогают нам видеть дальше, другие — яснее. Роман может сделать нечто более важное — показать нам части Вселенной, о существовании которых мы не подозревали.