Хоть GALEX и не входит в число Больших обсерваторий NASA, этот телескоп позволил нам увидеть небо так, как никто раньше не видел. Наблюдения в ультрафиолете позволили ученым прояснить множество ранее неизвестных космических явлений, а также сфотографировал единственную и неповторимую хвостатую звезду. Подробнее — в новом материале проекта «Взгляд в темноту».

Ультрафиолетовое небо

Эволюция подарила нам возможность видеть лишь небольшую часть электромагнитного спектра, необходимую для нашего выживания. Но в тысячах световых лет от нас находятся далекие галактики, планеты и звезды, увидеть которые с нашей планеты невозможно. Разум подарил людям космические телескопы, которые могут покинуть Землю и из космоса посмотреть на свет от далеких объектов. В зависимости от части спектра, в которой проводят наблюдения, различают ультрафиолетовую, рентгеновскую и гамма-астрономию. 

GALEX (Galaxy Evolution Explorer — «исследователь эволюции галактик») видит в ультрафиолете. Излучение в этом диапазоне характерно для молодых галактик, полных горячих новорожденных звезд. В галактиках постарше звездообразование идет гораздо слабее, поэтому и ультрафиолетового излучения от них меньше. Пока ультрафиолетовое излучение от очень далеких галактик доходит до нас, происходит красное смещение. Волна как бы растягивается, из-за чего увеличивается ее длина, то есть расстояние между двумя точками в одной фазе колебаний. А разные части спектра отличаются именно этим параметром. Чем сильнее растянулась волна — тем дальше находится наблюдаемая галактика и тем быстрее она от нас удаляется. Таким образом, аппарат вроде GALEX позволяет определить возраст и удаленность галактик, обнаружить какие-то закономерности в процессах их эволюции и звездообразовании, а также составить карту галактик. Его дизайн разрабатывали с расчетом на работу с красным смещением в диапазоне от 0 до 2, которое охватывает 80% истории Вселенной — от нашего времени (13,8 млрд лет от Большого взрыва) до 3,8 млрд лет от Большого взрыва — то есть 10 млрд лет истории Вселенной.

Но до GALEX человечество уже запускало космические телескопы, которые видели ультрафиолетовое излучение. Среди них и Hubble, о котором мы рассказали ранее. Зачем же еще один? Очевидно — чтобы разглядеть получше. С одной стороны, светосила нового телескопа была в разы меньше, чем у того же Hubble. То есть яркость, которую нам показывал GALEX, была гораздо меньше, чем и у самого объекта, и у изображений с Hubble. С другой стороны, смотрел GALEX при этом гораздо шире. Вдобавок к этому ничто не мешает объединять данные, полученные от разных телескопов. Это и было неоднократно проделано учеными. GALEX, таким образом, дополнил данные Hubble, FUSE (дальний УФ — 90,5 до 119,5 нм) и наземного Sloan Digital Sky Survey (видимая область спектра).

Поле зрения GALEX по сравнению с полной луной. NASA/JPL-Caltech

Верхом на Пегасе 

GALEX запустили 28 апреля 2003 года с помощью ракеты-носителя Pegasus-XL (которые используют и сейчас) и самолета-носителя для ракеты Stargazer, который представлял собой модифицированный Lockheed L-1011 TriStar. Этот авиалайнер был разработан корпорацией Lockheed, давними коллегами NASA, и должен был вытеснить с рынка Boeing, но в итоге стал транспортом для ряда ракет-носителей. Это, однако, даже почетнее. 

Взлет Stargazer с GALEX на борту. NASA 

Телескоп снабдили небольшим зеркалом из кварцевого стекла с диаметром в 50 сантиметров, покрытым слоем алюминия и прозрачным для ультрафиолета слоем фторида магния, который защищал алюминий от окисления. Вместе с дополнительными зеркалами оно составляет антенну Кассегрена. Так как ученые хотели изучать небо и в ближнем, и в дальнем ультрафиолете, GALEX получил два детектора. Они могли работать одновременно благодаря дихроичному светоделителю, который разделял ультрафиолетовое излучение на ближнее и дальнее. При этом все «лишние» волны тщательно отфильтровывались. Исследователь галактик стал также и первым телескопом, где применили гризму — комбинацию призмы и дифракционной решетки, которая пропускает свет, не смещая его спектр. 

Безопасность телескопа обеспечивали специальные датчики, которые не позволили бы ему подлететь слишком близко к Солнцу, а вскоре после запуска раскрылось защитное покрытие. Особенно тщательно в этот раз пришлось обеспечить чистоту при сборке телескопа — пятно в две молекулы толщиной могло бы завершить миссию, испортив оптику. 

Предполетная подготовка GALEX. Wikimedia Commons

Изначально планировалось, что миссия продлится чуть больше двух лет. В итоге же данные собирались до 2012 года — космические телескопы часто радуют долгой работой. Кстати, все наблюдения находятся в открытом доступе. В мае 2012 года руководство NASA впервые в своей практике передало аппарат университету. Его получил Калифорнийский технологический институт, который принимал участие в его разработке (совместно с коллегами из Франции и Южной Кореи). С этого момента университет поддерживал работу GALEX за счет привлеченных частных средств. В феврале 2012 года аппарат был переведен в спящий режим. В 2013 году NASA окончательно выключило GALEX. Как ожидается, он останется на орбите еще на 65 лет, а затем войдет в атмосферу Земли.

Звезда с хвостом, галактики-зомби и другие открытия

Пожалуй, самое впечатляющее наблюдение GALEX связано с обнаружением гигантского хвоста у звезды Мира, который делает ее похожей на комету. Ее открыл еще в XVI веке Давид Фабрициус. Это, вероятно, первая переменная звезда, замеченная человеком. Ее переменная яркость колеблется в сотни раз, из-за чего звезда с Земли то почти не видна, то хорошо заметна. Как оказалось, Мира — это двойная звезда, состоящая из белого карлика и красного гиганта. Последний сбрасывает с себя материю, а поглощает ее белый карлик. GALEX же смог увидеть, что значительная часть вещества улетает в космос, из-за чего и образуется хвост. 

Хвост Миры. NASA

Еще одно открытие было сделано совместно с Hubble. Галактики-зомби возрастом до 10 миллиардов лет оказались окружены огромными кольцами ультрафиолетового света, которые и обнаружил GALEX. Признаки звездообразования нашел уже Hubble. Что оживило их — загадка. Возможно, газ, поступивший из межзвездного пространства. 

Снимок галактики M81, сделанный с помощью трех телескопов: Hubble, GALEX, Spitzer. ESO

Наш герой помог найти еще одно свидетельство существования темной энергии — проект WiggleZ объединил его данные о красном смещении с данными наземного телескопа, расположенного в Австралии. Это позволило выяснить, как разбегались галактики на протяжении последних восьми миллиардов лет. Среди других открытий — самая большая спиральная галактика NGC 6872, туманность Голубое Кольцо и двойная переменная звезда GJ 3685A — GALEX наблюдал ее вспышку продолжительностью в 20 минут.

---

Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.