Уявіть собі, що більша частина історії галактик захована не в яскравих спіралях і ядрах, а в майже невидимих тьмяних «оболонках» навколо них. Саме за цими космічними скам’янілостями полюватиме нова місія ARRAKIHS Європейського космічного агентства, про яку розповідає Newswise Science News.
Це буде перша в Європі космічна місія, спеціально створена для того, щоб побачити надзвичайно слабкі структури навколо галактик, де зберігається «фосильний» запис їхнього народження та еволюції протягом мільярдів років.
Що відомо коротко
- ESA офіційно ухвалила місію ARRAKIHS як першу європейську місію, присвячену вивченню надзвичайно тьмяних структур навколо галактик.
- Ці зовнішні області галактик зберігають «скам’янілий» літопис їхнього формування та злиттів упродовж мільярдів років.
- Космічний апарат матиме чотири надчутливі камери, що одночасно спостерігатимуть в ультрафіолетовому, видимому та інфрачервоному діапазонах.
- Університет Портсмута відіграв ключову роль у розробці унікальної системи фільтрів для цих камер.
- Запуск місії запланований на 2030 рік, а спостереження мають дати підказки щодо темної матерії та умов раннього Всесвіту.
Чому найцікавіше в галактиках ховається на їхніх околицях
Зазвичай, коли ми думаємо про галактики, уявляємо яскраві диски, спіралі та сяючі ядра. Але для астрофізиків справжній «щоденник» галактики часто лежить на її околицях — у тьмяних зоряних потоках, оболонках і хвостах, які майже неможливо побачити.
Ці структури схожі на подряпини та шрами на старому дереві: за ними можна прочитати, як воно росло, ламалося, зрощувалося. Так само й зовнішні частини галактик зберігають сліди давніх зіткнень, злиттів і припливу нових зірок. Проблема в тому, що вони настільки слабкі, що для наземних телескопів майже невидимі.
ARRAKIHS має змінити цю ситуацію, перетворившись на свого роду «ультрачутливу камеру нічного бачення» для галактик, яка працює не з теплом, а зі слабким світлом зірок і газу.
Як ARRAKIHS бачить те, що приховано від наземних телескопів
Щоб дістатися до цих прихованих деталей, місія ARRAKIHS використовуватиме чотири надчутливі камери, які одночасно спостерігатимуть одну й ту саму ділянку неба в чотирьох різних діапазонах: ультрафіолетовому, видимому та інфрачервоному.
Це як дивитися на одну й ту саму старовинну мапу під різними лампами: при звичайному світлі видно одне, під ультрафіолетом — приховані написи, а в інфрачервоному — ще інші деталі. Кожен діапазон дає свій «шар» інформації про галактику.
Університет Портсмута відіграв ключову роль у розробці унікальної багатохвильової системи фільтрів для цих камер. Саме вона дозволяє ARRAKIHS одночасно «розкладати» світло галактик на різні кольори й довжини хвиль, не втрачаючи чутливості до найслабших структур.
За словами професора Енріке Газтаньяги (Enrique Gaztañaga) з Інституту космології та гравітації Університету Портсмута, ця космічна можливість дасть змогу виявляти не лише сліди утворення зірок, а й ознаки акреції чорних дір у тьмяних галактичних структурах. Такі вимірювання з поверхні Землі надзвичайно складні або взагалі неможливі через атмосферу та фонове світло.
Що саме шукатиме місія в «примарних» частинах галактик
ARRAKIHS зосередиться на надзвичайно слабких структурах, що оточують галактики: розтягнутих зоряних потоках, оболонках, хвостах і тонких дугах. Вони утворюються, коли галактики поглинають менші сусіди або взаємодіють між собою.
У цих структурах місія шукатиме:
- Сліди утворення зірок — ділянки, де нещодавно народилися нові зорі, що вказує на свіжі зіткнення або приплив газу.
- Ознаки акреції чорних дір — слабке випромінювання від матерії, яка падає на чорні діри в зовнішніх частинах галактик.
- Підказки про темну матерію — форма й розподіл цих тьмяних структур можуть розповісти, як невидима темна матерія «тягне за ниточки» у формуванні галактик.
Ці спостереження, за версією вчених, здатні не лише змінити наше розуміння того, як формуються галактики, а й дати важливі натяки на природу темної матерії та умови, що панували невдовзі після народження Всесвіту.
Чому це важливо для розуміння Всесвіту
Професор Газтаньяга називає ухвалення ARRAKIHS ЄКА «рубіжним моментом» для європейської астрономії. Місія відкриє одну з останніх майже незвіданих меж Всесвіту — надзвичайно слабкі зовнішні області галактик.
За допомогою цих даних астрономи зможуть відтворити історію збирання галактик по крихтах, як археологи, що за уламками кераміки відновлюють цілу цивілізацію. Це стосується і нашого Чумацького Шляху: ARRAKIHS допоможе побачити, як він ріс, поглинаючи менші галактики й змінюючись упродовж космічного часу.
Місія також може пролити світло на те, як поводиться темна матерія, яка становить більшу частину маси галактик, але не випромінює світла. Форма й динаміка тьмяних оболонок і потоків навколо галактик є одним із небагатьох способів перевірити моделі темної матерії в реальному Всесвіті.
FAQ
Це вже робоча місія чи лише проєкт на папері?
ЄКА офіційно ухвалило ARRAKIHS як місію, тож це не просто ідея. Зараз триває підготовка до реалізації, а запуск планується на 203