В четверг вечером, в 17.12 по Москве, с европейского космодрома Куру во французской Гвиане стартовала ракета Ariane 5, в верхней части которой установлены сразу два беспрецедентно сложных и технически совершенных астрономических прибора. Инфракрасный космический телескоп Herschel назван именем германо-английского астронома XVIII века Уильяма Гершеля, открывшего само инфракрасное излучение и множество астрономических объектов. А спутник Planck для исследования реликтового фона микроволнового излучения от ранней Вселенной назван в честь германского физика начала XX века Макса (на деле, как недавно выяснилось, Маркса) Планка — одного из отцов квантовой механики, установившего в числе прочего закон теплового излучения идеально излучающего тела.
С точки зрения астрономических наблюдений точка L2 практически идеальна.
Она расположена в 1,5 миллионах километров в сторону, противоположную Солнцу, так что три основные помехи наблюдениям — Земля, Луна и Солнце — будут всё время расположены с одной и той же стороны, закрыть которую не составляет проблемы. Кроме того, здесь очень устойчивый температурный режим: спутники никогда не заходят в тень Земли. Собственно, конус земной тени сюда и не дотягивается, он обрывается чуть раньше: из второй точки Лагранжа Земля кажется чуть меньше, чем Солнце.
Научная «приёмка» обоих аппаратов и калибровка измерительной аппаратуры начнутся ещё до конца мая, на промежуточной траектории к точке Лагранжа. Приёмка может затянуться до осени: номинальный срок ввода телескопов в научную эксплуатацию составляет 3–4 месяца после запуска, однако учёные надеются, что наблюдения можно будет начинать сразу после того, как Herschel и Planck достигнут своих финальных орбит.
Так что первых красивых картинок от телескопа имени Гершеля можно ждать уже в июле.
Этот инструмент обладает самым крупным зеркалом, когда-либо выведенным на орбиту: его диаметр составляет 3,5 метра против, к примеру, 2,4 метра у космического телескопа имени Хаббла.
Правда, не стоит ожидать от Herschel фотографий более чётких, чем присылает на Землю Hubble. Телескоп имени Гершеля предназначен для наблюдений в среднем и далёком инфракрасном диапазонах на длинах волн от 55 до 672 микрон. Поскольку разрешение телескопа пропорционально отношению длины волны к диаметру главного зеркала, то с точки зрения «зоркости» этот телескоп немногим превосходит способности невооружённого человеческого глаза.
Для выполнения этих задач на телескоп установлены три инструмента – гетеродинный спектрометр очень высокого разрешения HIFI, получающий спектры в дальнем инфракрасном диапазоне, и два панорамных фотометра PACS и SPIRE, которые будут строить собственно картинки, изображения. Кроме того, и PACS, и SPIRE способны получать спектры в среднем инфракрасном диапазоне – пусть и невысокого разрешения, зато сразу от многих объектов.
Расчётный срок работы Herchel'я на орбите – три года, для его первичного охлаждения до рабочей температуры и её поддержания в течение миссии на аппарате припасены 2 кубометра жидкого гелия. Основная аппаратура и главное зеркало будут находиться при температуре около 80 К (–193 градусов по Цельсию), а отдельные части детекторов охлаждаться до всего 0,3 градусов выше абсолютного нуля (–271 по Цельсию).
Однако она очень важна для понимания, как образовались первые галактики в ранней Вселенной и как в наши дни из межзвёздной среды появляются звёзды и планеты, в том числе и похожие на Землю. Кроме того, аппарат будет исследовать химический состав межзвёздной среды, а также разных объектов нашей Солнечной системы. Учёные надеются, что данные Herschel позволят пополнить список молекул, обнаруженных в атмосферах планет и хвостах комет.
Первых результатов Planck придётся ждать не раньше 2011–2012 годов.
А после этого ещё год к уже обработанным данным никого не будет подпускать сама научная команда Planck, которая постарается выжать из них всю самую вкусную науку. И лишь после «собственнического» года, примерно в 2012 году, все данные будут опубликованы, и пытаться дожать остатки сладкого из них смогут все желающие. Наверняка самые интересные выводы из этих данных к тому моменту уже будут опубликованы командой Planck.
Учёные надеются в первую очередь уточнить карту микроволнового фона Вселенной — реликтового излучения, дошедшего до нас с момента, когда Вселенная впервые в своей жизни стала прозрачной для света. Измерять температуру флуктуаций реликта, из которых за 13 с лишним миллиардов лет выросло всё то многообразие космических структур, что мы сейчас наблюдаем, Planck сможет с точностью около 0,0002%, или 5 мкК.
При этом Planck должен с большой точностью определить и поляризацию этого излучения, в которой, как полагают учёные, зашифрована информация о самом раннем этапе ускоренного, так называемого инфляционного расширения Вселенной, продолжавшегося крохотные доли секунды после Большого взрыва, однако сделавшего наш мир таким плоским и однородным, каким мы его видим.
Аппарат должен увидеть и следы топологических дефектов в нашем мире — например, космических струн или доменных стенок, которые могли остаться во Вселенной с её раннего прошлого.
Если, конечно, такие дефекты есть.
Наконец, аппаратура Planck сможет очень хорошо измерить эффект рассеяния реликтового излучения на горячем газе в тысячах крупных скоплений галактик. Этот эффект, предсказанный отечественными астрофизиками Яковом Борисовичем Зельдовичем и Рашидом Алиевичем Сюняевым, позволит с небывалой точностью определить как физические характеристики скоплений, так и плохо известные пока космографические параметры самой Вселенной, а также выяснить, как формировались самые крупные гравитационно связанные структуры нашего мира.
