Архив   Авторы  
До недавнего времени разглядеть, что происходит у самого жерла черных дыр, не представлялось возможным

Охота на черные дыры
Общество и наукаТехнология

Какие загадки Вселенной откроет международный проект «Радиоастрон»

 

За запуском проекта «Радиоастрон» на Байконуре и первым сеансом связи следили всем миром. Оно и понятно: от «Радиоастрона» научное сообщество ждет массу подробностей о самых загадочных объектах Вселенной, которые пока оказались не по зубам ни знаменитому «Хабблу», ни другим аппаратам, бороздящим просторы Вселенной. А здесь — открывается возможность вплотную подкрасться даже к таким таинственным объектам Вселенной, как черные дыры. Настройка радиотелескопа завершится осенью, первые измерения запланированы на вторую половину ноября, а в полную силу космическая обсерватория заработает уже в феврале следующего года.

Ушел на базу

Проект, подготовка которого велась больше двадцати лет, выглядит на первый взгляд скромно — антенна диаметром десять метров, настроенная на поиск радиосигналов в диапазоне от одного метра до одного сантиметра. Однако ее зеркальная поверхность выверена с точностью до миллиметра, а помимо самого зеркала на аппарате установлен целый ряд сверхточных приборов, позволяющих уловить излучение и передать информацию на Землю. Отправленная на орбиту обсерватория «Спектр-Р» — лишь часть сложной системы, которой является «Радиоастрон», — будет работать в тандеме с одним из наземных телескопов большего диаметра, от 30 до 300 метров.

«Если бы мы наблюдали электромагнитное излучение в радиодиапазоне только одним телескопом, то увидели бы просто туманное пятно, — поясняет доктор физико-математических наук, завотделом космической радиоастрономии АКЦ ФИАН Михаил Попов. — Два телескопа, разнесенных на большое расстояние, дают более четкое изображение. Причем чем дальше они разнесены друг от друга, тем больше деталей видно. Это и есть радиоинтерферометрия со сверхдлинными базами».

Подобный метод исследования используется на Земле, однако максимум, на который можно разнести телескопы на нашей планете, ограничен ее диаметром. Теперь в паре с наземным телескопом будет задействован космический «Спектр-Р», способный отдаляться от Земли на расстояние 350 тысяч километров, что позволит получить изображения в десять раз более четкие, чем раньше.

Для идеальной синхронизации телескопов на «Спектр-Р» установили прибор «Водородный стандарт частоты». «Это очень точный стандарт, — объясняет Михаил Попов, — он создает все временные сигналы с частотой 10 в минус 15 степени от своего номинала, и эти сигналы, принятые на Земле, можно будет сравнить с сигналами других телескопов». Водородный стандарт частоты — новинка, разработанная радиофизиками в Нижнем Новгороде. В общем, на подготовку и запуск проекта были брошены огромные силы. Каких от него ждут результатов?

Дверь в другое измерение

Список научных задач, поставленных перед «Радиоастроном», велик. Система займется изучением квазаров — звездообразных радиоисточников, расположенных настолько далеко от нашей планеты, что их сложно разглядеть с помощью оптических телескопов, даже если речь идет о всемогущем «Хаббле». Зато квазары, которые предположительно могут располагаться в центрах некоторых галактик, являются источниками мощного радиоизлучения, что позволит разглядеть их именно в этом диапазоне и понять их природу.

В поле зрения радиотелескопа попадут области звездообразования, а также мертвые, или нейтронные, звезды. «В нашей Галактике продолжают рождаться звезды и планетные системы. Там, где образуются планеты, присутствует много водяного пара и гидроксила ОН — весьма сильного окислителя, — говорит Михаил Попов. — Молекулы этих веществ колеблются и излучают радиоволны, и у нас появится возможность изучать этот процесс. Что касается нейтронных звезд, то они излучают импульсы, так называемые пульсары. Они настолько малы, что даже в разрешении «Радиоастрона» будут выглядеть точкой, однако их можно будет замерять несколько раз в год, получая информацию о перемещении нейтронных звезд в нашей Галактике».

Главными же объектами наблюдения «Радиоастрона» станут черные дыры. Конечно, заглянуть в них непосредственно не получится — их гравитационное поле настолько велико, что не позволяет вырваться и лучу света. «Радиоастрон» займется тем, что будет наблюдать энергичные процессы ускорения частиц близ черной дыры.

«Черная дыра устроена так, — объясняет Михаил Попов, — что мы видим не ее, а последствия деятельности вокруг. Это как в гидродинамике — если что-нибудь утекает, обязательно возникает вращение. По законам физики также известно, что если что-то куда-то всасывается, то оно не попадает туда стопроцентно. Частицы вещества, которым посчастливилось избежать черной дыры, вырываются из нее брызгами, струей, расположенной перпендикулярно диску, и они как раз видны в радиодиапазоне».

Силы, действующие в окрестностях черной дыры, столь велики, что заряженные частицы (электроны или протоны) ускоряются до таких высоких энергий, которые не снились даже специалистам, работающим на Большом адронном коллайдере. Создать столь мощный ускоритель на Земле, чтобы смоделировать поведение черной дыры, невозможно, зато теперь получится детально разглядеть все эти процессы в космосе. В списках для изучения — целый ряд объектов, включая ближайшую к нам черную дыру в гигантской эллиптической галактике М87.

Подобно криминалистам, по брызгам крови выясняющим направление удара или высоту нападавшего, астрофизики, получив данные о параметрах релятивистских струй, рождающихся в непосредственной окрестности черной дыры, смогут высчитать ее массу, понять, имеется ли у нее магнитное поле. Не исключено также, что в ходе наблюдений выяснится, что некоторые объекты, которые классифицировали как черные дыры, окажутся кротовыми норами — проходами в другие измерения. Кротовая нора выглядит как черная дыра, только если последняя все поглощает и никуда не ведет, то у кротовой норы возможен выход в другую Вселенную. Многие физики-теоретики считают, что в отличие от черной дыры, у которой должно быть два полюса, как и у любого магнита, кротовая нора является монополем. Это значит, что силовые линии у нее следуют не от полюса к полюсу, а совсем по-другому. В теории из кротовой норы как раз должно идти радиоизлучение, которое и сможет зафиксировать «Радиоастрон».

«Улавливая радиоволны, мы сможем составить карту поляризации магнитного поля у самого основания, жерла черной дыры», — объясняет Михаил Попов.

Конечно, признаются в Астрокосмическом центре, современная наука не одним «Радиоастроном» жива, для полной картины потребуются данные с других телескопов — от оптических до тех, которые улавливают гамма- и рентгеновское излучение. Однако именно этот проект предоставит ученым недостающий элемент пазла, сложив который можно будет получить ответы на волнующие землян вопросы.

Планов громадье

И другие...

Многие ученые полагают, что именно с проекта «Радиоастрон» начнется возрождение отечественной науки в сфере освоения космоса. У директора Института геохимии и аналитической химии (ГЕОХИ) РАН академика Эрика Галимова на этот счет своя точка зрения.

— Эрик Михайлович, вы разделяете ликование коллег-ученых из НПО им. Лавочкина и Астрокосмического центра ФИАН?

— Запуск «Радиоастрона» — важное и долгожданное событие. Но нужно помнить, что это «победа со слезами на глазах». «Радиоастрон» — один из трех спутников серии «Спектр», которые были намечены к запуску еще в 90-е годы. Это очень дорогие проекты, практически непосильные для нас при существовавшем состоянии финансирования. Но они упрямо продвигались. В результате оказались заблокированными более чем на 15 лет другие авангардные по научному замыслу, а главное — доступные нам по средствам программы по Луне и спутнику Марса Фобосу...

— Запуск долгожданного проекта — «Фобос-Грунт», имеющего целью доставку вещества со спутника Марса, ожидается в этом году.

— Осуществить проект — это не только запустить его. Надо еще доставить грунт и произвести его анализ на Земле, а это очень непростая и дорогостоящая процедура. Требуются специальное оборудование, подготовленные для этого дела специалисты и, конечно, достаточное финансирование. В свое время смета на проект при запуске в 2004 году составляла 300 миллионов рублей. Теперь он обойдется намного дороже. Без постоянного финансирования внеземное вещество, доставшееся очень дорогой ценой, нам не пригодится. Вне сомнения, добро не пропадет, будет исследовано зарубежными коллегами. А про то, что Россия была когда-то ведущей космической державой, все окончательно забудут.

— Что уже открыто без нас?

— Продолжается миссия американского аппарата Cassini в спутниковой системе Сатурна. В течение 2010 года он несколько раз приближался к Титану. Перед этим европейско-американский аппарат «Гюйгенс» коснулся поверхности Титана и открыл мир, в котором текут реки из жидкого метана. На спутнике Юпитера Европе обнаружен водный океан, покрытый толстым слоем льда. Продолжали свое пребывание на орбите Марса американские космические аппараты Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter и европейский Mars Express. На поверхности Марса работали до последнего времени американские марсоходы Spirit и Opportunity. Исследования при помощи орбитальных и посадочных аппаратов показали, что на Марсе присутствуют осадочные образования, то есть здесь когда-то были морские бассейны, более плотная атмосфера, более теплый климат. Здесь могла зародиться жизнь. Все это интересные задачи, но грустно, что наше участие в этих исследованиях в последние 20 лет сводится к грандиозным планам.

Наталия Лескова

Политика и экономика

Что почем
Те, которые...

Общество и наука

Телеграф
Культурно выражаясь
Междометия
Спецпроект

Дело

Бизнес-климат
Загранштучки

Автомобили

Новости
Честно говоря

Искусство и культура

Спорт

Парадокс

Анекдоты читателей

Анекдоты читателей
Популярное в рубрике
Яндекс цитирования

Copyright © Журнал "Итоги"
Эл. почта: itogi@7days.ru

Редакция не имеет возможности вступать в переписку, а также рецензировать и возвращать не заказанные ею рукописи и иллюстрации. Редакция не несет ответственности за содержание рекламных материалов. При перепечатке материалов и использовании их в любой форме, в том числе и в электронных СМИ, а также в Интернете, ссылка на "Итоги" обязательна.

Согласно ФЗ от 29.12.2010 №436-ФЗ сайт ITOGI.RU относится к категории информационной продукции для детей, достигших возраста шестнадцати лет.

Партнер Рамблера