Спектр Рентген-Гамма. Прорыв в российской астрономии
[музыка] Привет, Кирилл Масленников, пулковский астроном, ведущий на Уфин Кола QWERTY, поздравляет всех с замечательным событием – великолепной миссией "Спектр-Рентген-Гамма". Это замечательное российское достижение, и я много раз печалился, что в нашей науке не очень хорошо обстоят дела. Вот это приятное исключение, когда действительно наша наука оказалась на самом переднем крае мирового, если русского процесса, чуть не сказал советского достижения. На самом деле в этой оговорке был бы смысл, потому что зародился этот проект как еще три параллельных ему проекта и суть космических исследований Академии наук СССР еще в конце 70-х годов. Тогда возникли четыре разных плана исследовать вселенную из космоса в радиодиапазоне. Это был "Радиоастрон", который недавно закончил свою миссию.
В рентгеновском и гамма-диапазонах вот то, что сейчас произошло, в микроволновом и в ультрафиолете последние две миссии еще пока в проекте, но они тоже разрабатываются, и вполне возможно, что мы еще при жизни увидим их запуск. Первый запуск был назначен для "Аспектов" на 2014 год, с тех пор переносился несколько раз. Вот последний раз уже как-то все опять помнятся, но запуск прошел успешно, все летит в нужное место, все пока что открывается, все работает. Будем надеяться, постучим по дереву, что все останется в порядке.
Вот несколько слов об этом достижении. Во-первых, рентгеновское излучение, то есть такое, зачем так важно его наблюдать? Ну, начнем с того, что такие словами "рентгеновское излучение" никто, кроме как в России, больше не говорит. И сам Вильгельм Рентген, который открыл это излучение больше ста лет назад, главное, сильно удивлен, что его имя произносится таким странным образом. Рентген – это не его фамилия, и эти лучи он назвал, разумеется, человек скромный был, как все настоящие ученые, и назвал, конечно, не своим именем, а назвал X-лучи. Так они и называются во всем мире – X-излучение. И только в России, благодаря тому, что обращен челси академик и первый директор Физико-технического института в Ленинграде был учеником Рентгена, и он вот в России вел такой термин "рентгеновские лучи". С тех пор так всех и называют.
Так что же такое рентгеновское излучение и где оно образуется? Те, кто помнит хорошо школьную физику, знают, что это очень коротковолновое излучение, лежащее гораздо более коротких волнах, чем оптика. Это жесткое, высокоэнергетическое излучение. Вы помните, что чем короче волна, чем выше частота, тем больше энергии излучения. Так вот, рентгеновское излучение обладает очень высокой энергией. Она образуется, обычно, либо там, где очень горячо – в солнечной короне, например, там, где температура достигает миллионов градусов, миллионов Кельвин, либо там, где очень сильные магнитные поля, и там электроны разгоняются до антильских скоростей, до почти скорости света.
Здесь либо они тормозятся в электрических полях, и тогда возникает экзема и тормозное излучение, а долго снова рентгеновское либо на них рассеиваются фотоны – это так называемый обратный контур эффект, когда на очень быстро электронах они сталкиваются с фотонами и передают эту энергию фотонам. Фотоны выскакивают в области рентгеновских и гамма-лучей. Вот так получается рентгеновское излучение в космосе, и это означает, что она рождается как раз в самых интересных, в самых необычных, в самых горячих, в переносном и в прямом смысле областях.
Это светила, черные дыры, окрестности центров галактик, активные галактики, которые мы наблюдаем в большом количестве. Это нейтронные звезды, нейтронные звезды в двойных системах, где происходят аккреция, очень высокие температуры и магнитные поля. И тоже все то, что я уже сказал – это гигантские облака раскаленного газа в скоплениях галактик. Там огромные облака, очень разреженного, но очень горячего газа, которые интенсивно излучают в рентгене. Здесь, конечно, и другие области, но чтобы долго об этом не рассказывать, ограничусь только этими.
Вот цель этой обсерватории рентгеновской, которая сейчас запущена. Имейте в виду, что это далеко не первая рентгеновская обсерватория – значительно больше десятка уже запускалось, начиная с начала 70-х годов. Чем отличается именно вот эта обсерватория и почему она действительно может считаться уникальным проектом? И план грандиозный – это напоминает то, что сделала миссия "Гея", о которой вы рассказывали на нашем канале в оптике, в районе нашей галактики. Это обзор всего неба с большой чувствительностью и с большими полями. То есть мы получим как бы карту всей вселенной в рентгеновском диапазоне.
А поскольку рентген достигает до нас с очень больших расстояний, он проходит через все вещества, которые задерживают обычное излучение. То мы можем наблюдать с помощью этой аппаратуры очень далекие области, находящиеся буквально на границе наблюдаемой вселенной. Мы таким образом будем видеть временные средства всей вселенной, начиная от самых-самых древних времен, буквально там меньше миллиарда лет от Большого взрыва, и до настоящего времени. Это позволит проследить эволюцию, то есть путь развития галактик и скоплений галактик от самого начала до наших дней.
Такая же поистине грандиозная идея – будет составлена как бы полная карта неба в рентгеновском диапазоне. Такой задачей с такой полнотой никто еще пока не решал. Два миллиона активных ядер галактик, предполагается, у нас ведь около 100 тысяч крупных скоплений галактик, в каждой из которых не менее тысячи отдельных галактик. Благодаря вот этим раскаленным облакам газа, в общем, наше понимание вселенной в целом, развитие вселенной, конечно, должно благодаря этому проекту продвинуться очень сильно.
Я думаю, что ближайшие годы будут свидетелями просто потока новостей, если, конечно, все будет хорошо с этой обсерваторией. Теперь два слова о самих телескопах. Рентгеновский телескоп – это тоже довольно интересная вещь. Дело в том, что рентгеновский фотон, вот как если вы бросаете камень в воду, он просто тонет, не отскакивает. Точно так же, как рентгеновский фотон, если поставить на его пути сферическое зеркало и параболическое зеркало, как на пути светового пучка, рентгеновскому фотону для него это ничего не стоит, просто проткнет это зеркало насквозь, просто пробьет его, как он пробивает человеческое тело, когда нам делают рентгеноскопию в поликлинике. Примерно так же он пробьет и стеклянное зеркало.
Поэтому для того, чтобы научиться строить изображения, фокусировать рентгеновские лучи, придумана такая остроумная идея. Рентгеновские лучи падают на зеркало не перпендикулярно, как они падают на оптическую поверхность, а так вот, как вы бросаете камушек, пускайте блинчики по воде, касательно. То есть рентгеновский луч попадает на отражающую плоскость под очень маленьким углом, и благодаря этому он не проникает в нее, не пробивает, а действительно от нее немножечко отражается.
А там он встречает еще одну такую поверхность, потом еще одну, потом еще одну. Несколько десятков таких вложенных друг в друга зеркал приводит к тому, что нам удается как бы согнуть вот этот всепроникающий прямой рентгеновский луч, как бы его отклонить от прямого пути и направить фокус. Вот такие вот устройства сложных зеркал установлены на обоих телескопах. Наверное, многим будет интересно, что для Клайки покрыты ничем иным, как золотом. Они покрыты тонким слоем золотой фольги, потому что золото высокой – это увеличивает отражающую способность таких зеркал при падении.
Почему два инструмента? Почему ни один? Почему два телескопа? Они работают в разных спектральных диапазонах. Значит, один называется "Е-Розита". Ответить, что название придумано довольно трудно произносимое, "Е-Розита", причем еще и маленькая на письме "Е-Розита" – все это большие буквы, аббревиатура. Это продукция суд у Макса Планка, Институтов внеземной физики, Общества Макса Планка совместно с классической хлебной Москвой. Он работает в диапазоне энергии до 10 килоэлектрон-вольт, то есть это довольно мягкое, сравнительно мягкое рентгеновское излучение.
А телескоп "Артек" – это тоже название не очень-то гладко, и "МРТ-ХС". Вот он целиком российский, и он работает в жестком диапазоне. Он работает в диапазоне от 10 до 30 килоэлектрон-вольт – это довольно жесткое рентгеновское излучение. А в телескоп как не сделать, чтобы он работал во всем этом большом диапазоне. Кроме того, "Е-Розита" имеет огромное, президентским меркам, поле – в ее поле будет ни одного градуса, а у "Артек" немножечко поле поменьше. Вот так вот они будут защищать работать в паре и составлять вот эти вот карты расписания.
Так что значит, они через три месяца окажутся в точке Лагранжа L2. Это удобное положение для того, чтобы наблюдать всё небо и чтобы солнце не попадало, и при этом в поле зрения солнце тоже. Вообще-то в рентгене светит, но там получается так, что солнце им видеть нельзя, потому что чувствительность аппаратура твоей не позволяет. Так вот, они будут находиться только и награжу. Через три месяца потом пройдет некоторое время пробных испытаний, и дальше четыре года они будут заниматься составлением вот этих вот карт всей вселенной.
Они восемь раз отсканируют всё небо, так чтобы за эти восемь раз всё, что можно было собрать, все эти гигантские цифры, которые назвал все эти миллионы и сотни тысяч, чтобы они успели улечься в звездную карту. А потом еще около двух или трех лет они могут работать по прицельно, по конкретным интересным отдельным объектам уже по программе разных специалистов, которые будут им задавать их координаты этих объектов. Вот такие гигантские планы, такие в общем великолепные горизонты, и вот теперь будем ждать новых известий оттуда.
Под конец вопрос, который меня всегда задают ехидно, так типа: "А что же будет? Что же мы будем с этого иметь? А какая польза народному хозяйству?" Как это в советское время говорили, от того что мы узнаем все это распределение активно-галактических ядер, скоплений галактик и всего остального, мне уже надоело при этом стыдливо пускать глаза и говорить: "Не узнаете". Это всё. Вспомните, пожалуйста, что все, что вы сейчас имеете – все ваши мобильные телефоны, лампочки, электрические радиоприемники, всё, что вы, буквально, окружает. Всё это продукт вот работы вот таких вот научных проектов, которые поначалу казались абсолютно непрактичными, непонятно чего значащими.
А теперь они лежат в основе всей энергетики мировой, являются основой всей мировой техники, но и в общем без них я, естественно, что и дней не прожить. Я совершенно уверен, что в ближайшее время будут сделаны очень крупные открытия, которые изменят жизнь каждого, которые действительно почувствуют каждый человек. И, хоть дай бог, чтобы он почувствовал это положительном смысле, а не отрицательном, потому что очень многие такие вещи, конечно, идут в сферу разрушения, в сферу, может быть, там, военно ещё какую-то. Но так или иначе, так или иначе, всё это сводится к тому, что без этих знаний невозможно дальнейший технический прогресс и возможно для них продолжение человеческого рода.
Поэтому поздравляю ещё раз всех с этим. Подписывайтесь на нас, смотрите, будем сообщать вам все новости из этого замечательного научного объекта. [музыка]