Распределение реликтового излучения

Разрабатываемый в России космический телескоп «Миллиметрон» позволит «увидеть» реликтовый фон с точки зрения наблюдателя, находящегося в другой галактике, считают учёные из Астрокосмического центра ФИАН. Исследование опубликовано в журнале PhysicalReview.

Реликтовое излучение — это важнейший источник информации о ранней Вселенной. Оно родилось спустя 380 тысяч лет после Большого взрыва, имеет тепловую природу и наблюдается в радиодиапазоне на частотах, соответствующих температуре 2.7 градусов Кельвина. Благодаря высокоточным наблюдениям неоднородностей реликтового излучения спутниками WMAP и PLANCK удалось окончательно подтвердить современную модель Вселенной, в которой 70% массы составляет темная энергия, 25% — темная материя, и лишь 4-5% —обычное знакомое нам вещество.

Однако, несмотря на успех предыдущих наблюдений, в исследовании реликтового излучения есть ряд трудностей. Одна из них —изучение его наиболее крупномасштабных неоднородностей.Они соответствуют размеру от 1/10 до половины площади всего неба. Исследование точных свойств реликтового излучения на этих масштабах позволит лучше понять устройство Вселенной. Но сложность состоит в том, что на столь больших масштабах погрешности измерений тоже будут большими. Здесь влияние оказывает и собственное излучение нашей Галактики, и нагретая пыль в Солнечной системе, и многие другие факторы.

В недавно опубликованной теоретической статье коллектив авторов из АКЦ ФИАН предложил оригинальный метод решения этой проблемы. Оказывается, можно измерить неоднородность реликтового излучения с другого ракурса, то есть с точки зрения наблюдателя, находящегося за сотни миллионов световых лет от Земли. Тогда становится возможным избавиться от паразитного влияния нашей Галактики и Солнечной системы. Чтобы это сделать, необходимо провести очень точные наблюдения далеких скоплений галактик.Дело в том, что в них много горячего газа, температура которого может достигать миллиона градусов. При прохождении через вещество столь высокой температуры спектр реликтового излучения немного меняется.Это хорошо известный и наблюдаемый эффект, предсказанный Я.Б. Зельдовичем и Р.А. Сюняевым в 1969 году. Новое исследование российских учёных показало, что неоднородности реликтового излучения приводят к особым изменениям спектра. И если измерить этот эффект в скоплении далёких галактик, то можно будет определить, насколько неоднородное излучение окружает это далекое скопление. Подобные измерения пока не доступны астрономам, поскольку для этого требуются наблюдения множества скоплений с чрезвычайно высокой чувствительностью, не доступной современной технике. Однако в обозримом будущем необходимую точность сможет обеспечить космический телескоп «Миллиметрон».

Обсерватория «Миллиметрон» —это космический телескоп с 10-метровой антенной. Он включен в Федеральную космическую программу до 2025 года и финансируется "Роскосмосом". В разработке участвуют десятки отечественных научно-исследовательских и производственных организаций.

Телескоп предназначен для исследования различных объектов Вселенной в миллиметровом и инфракрасном диапазонах в двух режимах работы. Первый — это режим одиночного телескопа,в котором наблюдения проводятся с максимальной чувствительностью, достижимой с приемниками излучения космических объектов на борту обсерватории. Второй режим — это интерферометр Космос—Земля, в этом режиме решаются научные задачи, требующие сверхвысокого разрешения, до десятков миллиардных долей угловой секунды.

Подготовлено на основе материалов статьи Edigaryev, I. G.; Novikov, D. I.; Pilipenko, S. V. PhysicalReview D 98, id.123513

Источник: m.vk.com