На прошедшей недавно в подмосковном Пущино конференции, посвященной ходу научного проекта космической обсерватории «Миллиметрон», над которым работает коллектив Астрокосмического центра (АКЦ) ФИАН, работающие в проекте ученые обсудили результаты прошедшего года, в частности, полученные с момента публикации обзорной статьи.
Рассказывает Татьяна Ивановна Ларченкова, ученый секретарь АКЦ ФИАН.
Диапазон длин волн, в котором будет работать обсерватория «Миллиметрон» – от 20 микрон до 2 см. Это позволит исследовать широкий перечень астрономических объектов, которые невозможно столь детально исследовать, находясь на поверхности Земли.
Большое 10-метровое активно охлаждаемое до температуры около 4 Кельвинов зеркало, позволит обеспечить рекордную чувствительность, необходимую для исследования слабо излучающих и холодных объектов, таких как далекие галактики, газопылевые комплексы, области звездообразования.
Обсерватория «Миллиметрон» будет работать в двух режимах: 1) одиночного телескопа в космосе, в котором угловое разрешение составит около 3-5 угловых секунд, и 2) в режиме интерферометра Земля-космос, в котором разрешение может достигать долей микросекунды (однако, при этом можно изучать только сверхкомпактные и яркие объекты и явления, такие, как проявления физических процессов вблизи черных дыр). Более детально эти характеристики представлены на сайте обсерватории и в опубликованных ранее статьях.
На конференции в Пущино присутствовало около 40 ученых из ведущих российских институтов и университетов. С программой конференции можно ознакомиться на ее сайте: http://www.prao.ru/conf/32_conf/progr_simp.html. Кроме того, на сайте проекта Миллиметрон выложены презентации докладов: ftp://www.asc.rssi.ru/conf22042015/
Внешний вид космической станции проекта «Миллиметрон» (АКЦ ФИАН)
В докладе В.Н. Лукаша и С.В. Пилипенко (АКЦ ФИАН) были сформулированы текущие вопросы развития научной программы. На сегодня планируемый диапазон работы «Миллиметрона» в режиме одиночного телескопа в космосе — от 20 микрон до 3 мм. Однако из заявленных на сегодня свойств оптической системы телескопа следует, что на коротких длинах волн, 20-50 мкм, качество изображения будет существенно хуже дифракционного. Перед участниками конференции была поставлена цель: сформулировать ключевые задачи для данного поддиапазона с учетом указанной особенности. В ходе дальнейшей дискуссии было отмечено, что к таким задачам относятся фотометрическое исследование горячей пыли и получение спектральных распределений энергии разных объектов: звезд, областей звездообразования, галактик.
На сравнительно длинных волнах, от 1 до 3 мм, действует очень мощный источник излучения — реликтовое излучение, почти равномерно заполняющее всё небо. Небольшой размер эффективной апертуры «Миллиметрона» по сравнению с наземными телескопами, которые тоже могут работать в этом диапазоне (IRAM — 30 м, ALMA — до 14 км и др.), не позволит преодолеть негативное влияние реликтового излучения и значительно ограничивает эффективность фотометрии. Поэтому несколькими участниками конференции было высказано мнение, что для диапазона 1-3 мм в программе «Миллиметрона» следует оставить только задачи, связанные со спектроскопией, где у «Миллиметрона» сохраняются преимущества перед наземными телескопами.
Краткий обзор текущего состояния работ по проекту «Спектр-М» в рамках технологических и технических проработок был представлен в докладе А.В. Смирнова (АКЦ ФИАН), в котором были отмечены значительные успехи за последний год: в АО «ИСС им. академика М.Ф. Решетнева» в Красноярске были созданы полноразмерные макеты криоэкрана, теплозащитных экранов и поддерживающей конструкции зеркала обсерватории и начаты их испытания.
Одним из основных объектов изучения для «Миллиметрона» являются облака космической пыли и газа. На конференции были представлены модели излучения холодной пыли на периферии галактик (Ю.А. Щекинов, ЮФУ), горячей пыли в областях звездообразования (Д.З. Вибе, ИНАСАН) и модели молекулярных облаков в галактиках (Е.О. Васильев, ЮФУ). Показано, как путем исследования пыли можно обнаружить молекулярный водород в случаях, когда его трудно найти другими способами. В докладе И.И. Зинченко (ИПФ РАН, НГУ) было проведено сравнение возможностей «Миллиметрона» и наземных обсерваторий для исследования межзвездной среды.
Возможности интерферометрического режима наблюдений были продемонстрированы в докладе В.И. Костенко, А.С. Андрианова и С.Ф. Лихачева (АКЦ ФИАН). Были представлены модельные изображения окрестностей черной дыры, полученные с учетом особенностей интерферометра «Миллиметрон»-Земля. Получены детальные оценки ряда факторов, в том числе, его чувствительности с учетом влияния земной атмосферы на наземные телескопы. Вопрос о том, как на основании полученных в этом режиме данных отличить черную дыру от кротовой норы (или, по крайней мере, ограничить число возможных моделей черных дыр и кротовых нор) был рассмотрен в докладе А.А. Шацкого, Ю.Ю. Ковалева и И.Д. Новикова (АКЦ ФИАН).
Другим важным новым источником информации о черных дырах может стать так называемое экстремальное фарадеевское вращение — быстрое изменение направления поляризации электромагнитного излучения с ростом длины волны. Это явление наблюдается в активных ядрах галактик, и, предположительно, позволит исследовать распределение магнитного поля в ближайших окрестностях черной дыры в режиме работы одиночного телескопа (доклад Ю.Ю. Ковалева и Е.В. Кравченко, АКЦ ФИАН).
Вопросы рассеяния излучения в субмиллиметровом диапазоне на неоднородностях межзвездной среды, а также возможности использования этого диапазона для задач SETI обсуждались в докладе Н.С. Кардашева, М.В. Попова, В.А. Согласнова (АКЦ ФИАН).
Доклад Т.И. Ларченковой (АКЦ ФИАН) был посвящен гравитационному линзированию далеких галактик на других галактиках и скоплениях галактик. Отмечено, что особенно важно измерять красные смещения линзированных галактик по спектральным линиям, попадающим в субмиллиметровый диапазон, что позволит работать с очень далекими объектами, слабо регистрируемые в оптическом диапазоне.
Важной при фотометрических наблюдениях в режиме одиночного телескопа будет так называемая «проблема путаницы» - пространственные неоднородности ИК фона, созданного далекими галактиками, затрудняющие поиск слабых источников и серьезно ограничивающие чувствительность на длинах волн около 300 мкм. Проблема - как правильно учесть этот фон при планировании наблюдений, была поставлена в докладе С.В. Пилипенко и А.А. Ермаша (АКЦ ФИАН).
Перспективы исследования пульсаров, излучающих на частотах десятки гигагерц, а также модель их функционирования обсуждались в докладе И.Ф. Малова и В.М. Малофеева (ПРАО АКЦ ФИАН). Такие пульсары представляют собой довольно редкий класс объектов, которых известно всего несколько. Но именно в работе с ними ожидается, что благодаря ультравысокому угловому разрешению, достижимому на интерферометре «Миллиметрон»-Земля, возможно будет получить информацию о строении излучающей области пульсара.
Участники конференции констатировали, что программа будущих наблюдений космической обсерватории «Миллиметрон» успешно развивается. По проблемам интерферометрии, исследования черных дыр и пыли имеются уже проработанные модельные предсказания, по прочим направлениям — поставлены задачи. Участники выразили надежду, что подготовка научной программы «Миллиметрон» и дальше будет успешно развиваться.
Беседовал В.А. Жебит, АНИ «ФИАН-информ»
