Новости из космоса

- Мы сейчас будем слушать, что в небе делается!
- Но я не умею. Да там и нет ничего, только звезды падают.
- А ты хорошенько слушай. В небе много всяких чудес!
Мультфильм «Большой Ух»

Пока мы с вами стоим в пробках, воспитываем детей и решаем свои земные проблемы, есть люди, которые «слушают, что в небе делается». В августе 2013 года начала работу коллаборация DES (Dark Energy Survey, исследование темной энергии). Это совместный проект научных институтов шести стран (США, Англии, Германии, Швейцарии, Испании и Бразилии), ведущую роль в котором играет группа астрофизики Лаборатории Ферми (Fermilab), штат Иллинойс.

Среди задач проекта – исследование космоса, картография и каталогизация космических объектов (скоплений звезд и галактик), регистрация космических событий (сверхновых), а также изучение динамики расширения Вселенной. Свет самых далеких из фиксируемых нами галактик летел сюда порядка 14 миллиардов лет. Изучая объекты и события, находящиеся на разном удалении от Земли, ученые могут спроецировать историю развития Вселенной, а также установить текущую скорость ее расширения и сделать прогнозы на будущее.

Главный наблюдательный центр коллаборации - обсерватория Серро-Тололо, Чили. Именно там находится телескоп Бланко, оборудованный единственной на сегодняшний день сверхчувствительной оптической камерой DECam (Dark Energy Camera). Эта камера была разработана и построена специально для данного исследования учеными Лаборатории Ферми, включая программное обеспечение, необходимое для трансформации телеметрических данных в картинки, понятные человеческому глазу. Разрешение матрицы камеры – 570 мегапикселей (iPhone4 имеет разрешение 5 Мп, Nikon D800 – 36,3 Мп), вес оборудования – 4 тонны. DECam делает снимки в пяти цветовых спектрах: зеленом, красном и трех инфракрасных, на разных длинах волны. При обработке кадры из нескольких спектров накладываются для формирования привычного нам цветного изображения. Ежедневно в управление данными Национального Центра Суперкомпьютерных Приложений (National Center for Supercomputing Applications) Университета Чикаго поступает порядка 400 гигабайт данных (каждый снимок занимает 1 Гб).

Как следует из названия проекта, один из основных интересов ученых – темная энергия. Если упрощенно, это то, что нарушает гравитацию (притяжение) между космическими объектами и заставляет Вселенную расширяться, да еще и с ускорением (что в конечном итоге и должно привести к ее тепловой смерти). «Антиподом» темной энергии является темная материя. Она, наоборот, препятствует удалению объектов друг от друга и заставляет их «держаться вместе», например, в рамках галактики. Если свет, идущий от звезд, мы можем видеть, то темная материя не имеет электромагнитного излучения. Опознать и исследовать ее можно, например, через гравитационное линзирование (gravitational lensing). Это явление описывает искажение видимого света галактик за счет невидимой, но имеющей существенную гравитационную массу, темной материи. 

Ученые DES также анализируют барионные акустические колебания (Baryon Acoustic Oscillations, периодические колебания плотности видимой барионной материи) и получаемые с телескопа данные о сверхновых звездах и о плотности галактических кластеров. Все это позволяет им исследовать природу и динамику расширения Вселенной и роль темной энергии в данном процессе. 

В январе 2016 года DES были опубликованы каталоги с измерениями более 25 миллионов космических объектов. Также у нас появилась первая подробная карта участка Вселенной (пока это всего лишь 3%). На ней видно, что галактики образуются в местах скопления тёмной материи. Это подтверждает гипотезу о том, что именно она отвечает за их формирование и развитие с течением времени, а также определяет их тип и свойства (по одной из классификаций галактики бывают эллиптические, спиральные, иррегулярные, линзовидные).

Проект DES рассчитан на пять лет, до середины 2018 года. За это время объем доступной нам информации о космосе должен удвоиться. Но и те результаты, которые уже были получены, вызывают желание снять шляпу перед учеными, разработавшими технику и программное обеспечение, позволяющие нам «слышать» небо.

Посмотреть «живую» картинку с DECam:
http://www.darkenergysurvey.org/dark-energy-camera-mosaic/

Почитать побольше о проекте DES:
http://news.fnal.gov/2016/01/dark-energy-survey-releases-early-data/
https://www.facebook.com/darkenergysurvey
http://www.darkenergysurvey.org/

Про барионные акустические осцилляции: 
http://www.darkenergysurvey.org/science/bao.shtml
https://en.wikipedia.org/wiki/Baryon_acoustic_oscillations