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19 de dezembro, lançado a partir do Cosmódromo de Kourou, na Guiana Francesa Foguete russo Soyuz. A bordo do foguete havia um espaço Observatório Gaia (Interferômetro Astrométrico Global para Astrofísica, ou seja, astrofísica astrométrica global interferômetro). Localizado no segundo ponto de Lagrange, o aparelho será coletar dados da Via Láctea, matéria escura e exoplanetas. O custo da missão é de cerca de um bilhão de dólares, e porque tamanho colossal do CCD do telescópio (contém mais de um bilhão de pixels), o dispositivo recebeu o apelido “A maior câmera digital no mundo. “Gaia deveria voar para o espaço um mês antes, 19 de novembro de 2013. No final de outubro, no entanto, surgiram suspeitas, transponders (transmissores de sinal) a bordo do dispositivo pode estar com defeito. Na mensagem do Parlamento Europeu a agência espacial disse que o motivo da suspeita era operação incorreta dos mesmos transponders em outro (sem nome) missão espacial. Os engenheiros da agência decidiram não arriscar e substituir peças. Para isso, o telescópio teve que ser devolvido à Europa e lançamento atrasado.
Gaia e as estrelas
O principal objetivo do dispositivo é coletar dados sobre as estrelas que compõem Via Láctea. No total, está planejado analisar dados de um bilhão estrelas, construindo com base nas estatísticas coletadas o mais preciso possível Hoje é um mapa da nossa galáxia. Mas como exatamente está planejado resolver um problema tão em larga escala?
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Cientistas recolhem CCDs para Gaia Foto: ESA
Gaia – um observatório de alta precisão, a bordo, instalado dois telescópios. A luz coletada pelos telescópios atinge um bloco de 106 matrizes CCD individuais altamente sensíveis. Juntos, eles formam uma matriz cujas dimensões lineares são de 100 por 50 centímetros, e a resolução resultante pode atingir um bilhão de pixels. É A principal ferramenta de trabalho do observatório. Além de telescópios em a placa possui um fotômetro e espectrômetro.
“Determinar as coordenadas das estrelas no espaço tridimensional “Gaia” usa o método astronômico de paralaxe – disse Lente.ru, professor da Universidade do Missouri, Sergey Kopeikin. – A posição da estrela visível no céu muda à medida que ela se move. nave espacial em órbita. A magnitude dessa mudança é direta proporcional à distância da estrela. Medindo a quantidade de deslocamento estrelas no céu por um ano, você pode identificar distância a uma estrela, expressa em unidades astronômicas (distância média da Terra ao Sol). ”
50 gigabytes por dia
O escopo de cada um dos telescópios do observatório relativamente pequeno. Para cobrir a esfera celestial, Gaia irá gire em torno de seu próprio eixo. Com esse movimento, a luz de cada das estrelas passará por uma matriz CCD dividida em várias setores funcionais. Está previsto que, ao passar pela primeira e as segundas colunas do computador da matriz (coluna por telescópio) seleciona as estrelas a serem monitoradas.
Então a luz cairá na parte principal (astrométrica) da matriz. É ajustado para que a luz da estrela seja detectada apenas um número relativamente pequeno de pixels, um tipo de quadro ao redor da estrela. Isso é feito para que as informações possam ser tem tempo para processar. São os dados aqui obtidos que deveriam use para o método astronômico de paralaxe. A parte astrométrica é comum aos dois telescópios.
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Imagem de Gaia: ESA
Após a parte principal da matriz, a luz da estrela cairá nas colunas matrizes responsáveis pela medição do fotômetro. Indo aqui informação do espectro que permite temperatura e composição química da estrela. Finalmente, o último setor da matriz Projetado para análise espectrométrica. Dados daqui para Com base no efeito Doppler, a velocidade radial pode ser determinada. estrelas (ou seja, a projeção de sua velocidade em uma linha reta conectando observador e a própria estrela). Informações coletadas – cerca de 50 gigabytes por dia – transmitidos para a Terra. Em apenas 6 anos de operação, Gaia deve transferir para os cientistas mais de um petabyte de dados.
O principal, no entanto, não é a quantidade, mas a qualidade da informação. “A tecnologia moderna a bordo do dispositivo permite obter muito alta precisão de medição. “Gaia” permite medir o ângulo no céu entre direções de duas estrelas, com uma precisão de 25 microssegundos de arco. Isso corresponde ao ângulo sob o qual, por exemplo, uma moeda é visível. vale 25 centavos de dólar na superfície da lua. O mais medições astrométricas precisas realizadas antes de Gaia ser alcançada usando interferometria de rádio de base ultra longa, onde uma precisão de 10 microssegundos de arco foi alcançada. No entanto, estes As medições são feitas apenas para objetos individuais no céu, enquanto enquanto Gaia medirá a paralaxe de milhões de estrelas “, disse Sergey Kopeikin.
Matéria escura e outras coisas
Por que os cientistas precisam de tantos dados? Em Em primeiro lugar, informações sobre a posição das estrelas e suas velocidades permitirão esclarecer significativamente o tamanho e a estrutura da nossa galáxia. Mais Além disso, permitirá estimar com mais precisão a quantidade de escuridão na Via Láctea matéria (ou massa oculta) – uma substância misteriosa que envolvido no gravitacional, mas não envolvido no eletromagnético interação. Sabe-se que esse assunto é muitas vezes mais do que matéria visível – também é chamada de bariônica. Para avaliar isso número de cientistas precisa saber a dependência da velocidade das estrelas em sua a distância do centro da Via Láctea (ao mesmo tempo a análise de tais padrões levaram à descoberta da matéria mais escura).
Gaia faz parte do programa científico europeu uma agência espacial chamada Horizon 2000 Plus. Dentro de Este programa lançou o telescópio Herschel. Ele estava no ponto L2, mas, diferentemente do Gaia, estava localizado de forma que sempre permanecer na sombra parcial terrena (não há sombra completa no ponto de calibração, como a luz solar espalhada pela atmosfera chega lá). Em junho O telescópio de 2013 completou oficialmente a missão e foi colocado em orbitam em torno do sol.
“Informações sobre o movimento de estrelas são úteis em alta precisão experimentos para testar a relatividade geral (GR) com pulsares duplos. O próprio Gaia permitirá um processo independente verificação da relatividade geral, observando o efeito da deflexão dos raios de luz, vindo das estrelas, pelo campo gravitacional do sol. Dado o fato de que Gaia medirá as posições das estrelas com uma precisão de 25 microssegundos arcos e coletará material estatístico enorme, verificações de precisão GTR no sistema solar superará experimentos anteriores em pelo menos uma deflexão gravitacional da luz pelo sol pedido “, disse o professor Kopeikin ao Lente.ru.
Além disso, o dispositivo está planejado para ser usado para procurar exoplanetas. O fato é que cada uma das estrelas no futuro catálogo Gaia será observado pelo menos 70 vezes. Teoricamente, isso permitirá analisar as curvas de luz das estrelas e seus espectros para detectar eles têm anomalias que podem indicar a presença no sistema o planeta Finalmente, segundo os criadores, o observatório espacial pode ser adaptado para observar asteróides.
Segundo ponto Lagrangiano
Para concluir todas as tarefas necessárias, o equipamento o telescópio sempre permaneceu na sensibilidade máxima – porque, como eles disseram, ela terá que observar mais do que um bilhão de estrelas. É por isso que o dispositivo foi decidido ser colocado em vizinhança do chamado segundo ponto Lagrangiano (L2, ou pontos calibração) do sistema Terra-Sol.
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Pontos de Lagrange no sistema Terra-Sol
Os pontos de calibragem surgem em uma das versões simplificadas do problema. três corpos Nesta simplificação, assume-se que a massa de dois corpos muito maior que o terceiro, portanto (o terceiro) nos dois primeiros não afeta. Como resultado, verifica-se que esse sistema existe pontos onde as forças atrativas de dois corpos maciços são equilibradas forças centrífugas. Existem apenas cinco desses pontos. Três deles localizado em uma linha reta que liga os centros de massa dos dois primeiros corpos. Em sistema Terra-Sol, o segundo ponto é aproximadamente 1,5 milhão de quilômetros da Terra.
O segundo ponto de Lagrange é um ponto de equilíbrio instável – isto significa que a menor perturbação do aparelho leva ao fato de que ele finalmente deixa a vizinhança do ponto. Para segurar aparelho nas proximidades de L2, você precisará de combustível. Estoque a bordo o dispositivo durará vários anos.
Ao redor do ponto Lagrange, “Gaia” se moverá ao longo do chamado Curvas de Lissajous – análogos de órbitas nas proximidades do ponto de calibração. Graças a isso, em particular, a Terra não bloqueará o sol luz eo aparelho poderá receber energia suficiente com a ajuda de seus painéis solares. A principal vantagem do segundo ponto de calibração é a estabilidade do ambiente do dispositivo – por exemplo, não é terá que mudar de dia para noite. Desse tipo transições sempre afetam negativamente a sensibilidade equipamento.
Gaia começará a transmitir os primeiros dados muito em breve. Cientistas em todo o mundo estão esperando que eles mostrem “o maior mundo digital câmera “. Quando perguntado se as informações de Gaia seriam úteis para ele, O professor Sergey Kopeikin responde: “Claro, eu irei use os resultados de Gaia para uma melhor compreensão da natureza campo gravitacional na teoria geral da relatividade. Ou talvez em possíveis generalizações no campo da teoria quântica de campos “.
Vida no tempo da galáxia em um telescópio solar Matrix Via Láctea
