Короткая жизнь «планка»

В Университете космических изучений обсудили итоги работы космической обсерватории «Планк». Четыре с половиной года, совершённые в точке Лагранжа, прошли не напрасно: отыскан «мост» между двумя скоплениями галактик и уточнен возраст Вселенной.

В последних числахДекабря 2013 года в Университете космических изучений РАН прошла общероссийская конференция «Астрофизика высоких энергий сейчас и на следующий день». Конференции по данной тематике проводятся каждый год с 2001 года, на них разглядывают вопросы, которые связаны с изучениями рентгеновских и гамма-излучений, сопровождающих взрывы сверхновых, формирование скоплений галактик, поглощение чёрными дырами вещества и другие экстремальные события во Вселенной. Большая часть конференции 2013 года была посвящена дискуссии самых последних результатов обзора неба в микроволновом диапазоне, что совершила космическая обсерватория «Планк» (Космическое агентство ЕС).

Микроволновая обсерватория «Планк». «Мостик» из тёплой плазмы длиной 10 миллионов световых лет между двумя скоплениям галактик. Так выглядит Вселенная в микроволновом излучении. Её «тёплые» области выделены красным, «холодные» – синим. ‹ ›

Обсерваторию «Планк» вывели на орбиту 14 мая 2009 года и поместили в точку Лагранжа L2 на линии, проходящей через Землю и Солнце, в полутора миллионах километров за её орбитой. В точках Лагранжа  вблизи массивных небесных тел объект намного меньшей массы может пребывать неограниченно продолжительно в состоянии равновесия. Громадное удаление от Почвы с её излучениями в световом, тепловом и радиодиапазонах разрешило избавиться от внешних помех.

А детекторы, принимающие весьма не сильный высокочастотное излучение а также его флуктуации, охлаждали жидким гелием до температуры 0,1 К – в противном случае они не имели возможность его «подметить» из-за собственного тепла. Температура микроволнового реликтового излучения, другими словами космического пространства, образовывает 2,752 К, так что аппаратура «Планка» стала самой холодной областью Вселенной.

Охлаждённый гелием детектор сделан в форме ажурной сетки и помещён в фокус антенны. Сетку нагревало излучение, температуру измеряла электроника. Ещё одна пара сеток, стоящих перпендикулярно одна второй, регистрировала поляризацию излучения, и астрофизики взяли для изучения новый класс сведений о Вселенной.

Обсерватория проработала в «холодном режиме» с мая 2009 года по январь 2012, сделав пять полных обзоров неба с применением всех детекторов. В то время, когда запасы жидкого гелия иссякли, трудиться продолжали лишь низкочастотные детекторы, каковые менее чувствительны к помехам и смогут трудиться без охлаждения. С ними «Планк» сделал ещё три полных обзора неба, по окончании чего его аппаратуру отключили.

Жизнь аппарата продолжить было нереально: его неповторимая аппаратура, предназначенная лишь для правильных измерений микроволнового фона, требует глубокого охлаждения.

На базе данных, взятых обсерваторией «Планк», собираются построить самая подробную карту флуктуаций яркости реликтового микроволнового излучения, которое появилось в момент Громадного взрыва (правильнее – практически сразу после него, в то время, когда вещество за счёт расширения остыло так, что стало прозрачным) и сейчас заполняет Вселенную. Вторая, не меньше ответственная задача, находившаяся перед «Планком» – это поиск ранее малоизвестных скоплений и сверхскоплений галактик.

Они не видны ни в оптическом, ни в радиодиапазоне. Указать на их присутствие может лишь весьма совершенно верно измеренные флуктуации микроволнового реликтового излучения, вызванные эффектом Сюняева-Зельдовича.

Эффект, предсказанный академиками Я. Зельдовичем и Р. Сюняевым, пребывает в уменьшении яркости реликтового излучения в направлении на скопления галактик с весьма горячим (десятки миллионов градусов) межгалактическим газом, другими словами очень сильно ионизованной плазмой. При сотрудничестве фотонов с её электронами происходит перераспределение энергии: количество высокочастотных фотонов (высокой энергии) возрастает, а количество низкочастотных – значительно уменьшается.

Небо в субмиллиметровом диапазоне (средний фон излучения λ = 1,5 мм, f = 217 ГГц) в направлении на скопление чуть бросче (λ1 мм) фона, и больше ничем эти скопления себя не проявляют. Помимо этого, яркость и спектр излучения в этом направлении зависит лишь от массы скопления и не зависит от расстояния до него. Значит, эффект Сюняева-Зельдовича даёт возможность обнаруживать скопления галактик и оценивать их массу на любых расстояниях, впредь до самых границ видимой Вселенной.

По эффекту Сюняева-Зельдовича совершенно верно зарегистрировано 861 скоплений галактик, из которых 178 новых, а ещё 366 остаются под вопросом. Расстояния до них составляют приблизительно 7 миллиардов световых лет, другими словами свет от них доходит к нам за время, приблизительно равное половине возраста Вселенной. Массы скоплений – от 1 до 16 триллионов весов Солнца.

Именно поэтому же эффекту между двумя скоплениями Abell 399 и Abell 401, в миллиарде световых лет от нас, нашли «мост» – перемычку длиной 10 миллионов световых лет из раскалённого до 80 миллионов градусов газа (плазмы).

Ещё более занимательным результатом стало открытие сверхскопления галактик, которое содержит как минимум три скопления, в каждом из которых порядка тысячи галактик.
Скопления галактик, эти самые массивные объекты Вселенной, содержат сведения о её эволюции, о динамике её расширении, о происходивших в ней физических процессах. И, например, о роли во всём этом таинственной чёрной энергии, которая проявляет себя лишь на больших расстояниях.

В микроволновом диапазоне возможно найти излучение холодных пылевых туч (оно выглядит как «дырка» на неспециализированном фоне) и проследить за рождением в них звёзд. По вариациям микроволнового фона – малый трансформациям его поляризации и температуры – можно понять, как происходило расширение Вселенной, среди них и на стадии инфляции, в то время, когда она «раздувалась» со сверхсветовой скоростью и зарегистрировать гравитационные волны, появившиеся наряду с этим ходе.

 Благодаря данным «Планка» астрофизики уже уточнили возраст Вселенной – 13,82 миллиарда лет, и её «состав». В соответствии с сделанным оценкам, на долю видимой материи приходится 4,9 процентов массы Вселенной и приблизительно 26,8 процентов чёрной материи, отысканной пока только по косвенным показателям. Остальные 31,7 процентов – чёрная энергия, о природе которой возможно лишь строить догадки (в соответствии с одной – это остатки скалярного поля, появившегося с периода инфляции).

Именно она важна и за ускоренное расширение Вселенной, которое отмечается сейчас.

На данный момент «Планк» выведен из точки Лагранжа, где он имел возможность бы мешать исследовательским аппаратам нового поколения, и переведён на удалённую гелиоцентрическую орбиту. В том месте он сможет оставаться достаточно продолжительно, дабы лет через сто его имели возможность найти, опустить на Землю и поместить в будущий Музей космонавтики.

Обсерватория «Планк» работу завершила, но её эти обрабатывают, и они так же, как и прежде остаются источником новых открытий. А потому, что поиск новых скоплений и сверхскоплений галактик остаётся актуальным, на смену «Планку» планируют запуск новых аппаратов – рентгеновской обсерватории «Спектр-РГ» (Германия и Россия), разрабатывают концепцию проекта PRISM для регистрации микроволнового фона с значительно более высокой чувствительностью и ряд других наземных и космических устройств.

Создатель: Сергей Транковский

Источник: www.nkj.ru

Случайные записи:

• Человеческий мозг меняется сильнее, чем обезьяний
• Адронная терапия против рака

Научный Подход: Планка полная Херня

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Первая секунда жизни вселенной: что тогда произошло?

  Утрата связи Реликтовое излучение, которое мы на данный момент видим с Почвы, приходит с расстояния 46 млрд световых лет (по сопутствующей шкале),…

• Красное вино перестало продлевать жизнь

  Ресвератрол, самый узнаваемый (по окончании алкоголя) компонент вина, опять разочаровал учёных. Многие из нас слышали о том, что красное вино оказывает…

• Как будет выглядеть солнечная система на закате жизни?

  Планетарная туманность Эйбелла 30, которая расположена на расстоянии 5500 световых лет от Почвы, разрешила астрологам посмотреть на то, как умирает…

• Свободно блуждающие планеты могут переносить жизнь

  В отечественной галактике имеется не меньше много тысяч миллиардов планет, размером с Почву, на которых возможно жизнь и каковые скитаются между…