Роскосмос планирует «по-новому» взглянуть на распределение реликтового излучения Вселенной

Космический телескоп «Миллиметрон», производство которого сейчас курируется государственной корпорацией Роскосмос, позволит «увидеть» реликтовый фон Всленной с точки зрения наблюдателя, находящегося в другой галактике. По крайней мере, в этом уверены учёные из Астрокосмического центра ФИАН. Научная работа была опубликована в журнале PhysicalReview.

Реликтовое излучение — ценный источник информации о ранней Вселенной. Считается, что оно возникло спустя 380 тысяч лет после Большого взрыва, имеет тепловую природу и наблюдается в радиодиапазоне на частотах, соответствующих температуре 2.7 градусов Кельвина. Ранее спутники WMAP и PLANCK с помощью высокоточных наблюдений неоднородностей реликтового излучения смогли окончательно подтвердить современную модель Вселенной, согласно которой 70% массы составляет темная энергия, 25% — темная материя, и лишь 4-5% — стандартная материя.

Не смотря на достижения прошлого, до сих пор существует ряд трудностей. Одна из них —изучение его наиболее крупномасштабных неоднородностей рекликтового излучения, которые соответствуют от 1/10 до половины площади всего неба. Изучение точных свойств реликтового излучения в таких масштабах даст возможность лучше понять устройство Вселенной. Но трудности состоят в том, что на столь больших масштабах погрешности измерений будут очень и очень весомыми. Речь идет и о влиянии собственного излучения нашей Галактики, и о нагреве пыли в Солнечной системе, и о других космических факторах.

Недавно опубликованная статья, воплощенная в жизнь коллективом авторов из АКЦ ФИАН предлагает оригинальный метод решения этой проблемы. Выяснилось, что можно измерить неоднородность реликтового излучения с другого ракурса, то есть с точки зрения наблюдателя, находящегося за сотни миллионов световых лет от Земли. В этом случае, появляется возможность избавиться от искажающего влияния нашей Галактики и Солнечной системы. Для этого необходимо провести очень точные наблюдения далеких скоплений галактик, содержащих в себе горячий газ, температура которого может достигать миллиона градусов. При прохождении через вещество столь высокой температуры спектр реликтового излучения может несущественно измениться. Это хорошо известный и наблюдаемый эффект, предсказанный Я.Б. Зельдовичем и Р.А. Сюняевым в 1969 году. Новое исследование российских учёных показывает, что подобные неоднородности реликтового излучения приводят к особым изменениям спектра. Если измерить этот эффект в скоплении далёких галактик, то это позволит узнать, насколько неоднородное излучение окружает то или иное далекое скопление. Подобные измерения пока еще не доступны астрономам, так как для этого требуются наблюдения множества скоплений с чрезвычайно высокой чувствительностью, которой не обладает современная техника. Но все это можно исправить с помощью «Миллиметрона».

Обсерватория «Миллиметрон» — это космический телескоп с 10-метровой антенной. Он включен в Федеральную космическую программу до 2025 года и финансируется Роскосмосом. Над проектом работают десятки отечественных научно-исследовательских и производственных организаций. Аппарат предназначен для изучения разнообразных объектов Вселенной в миллиметровом и инфракрасном диапазонах, сразу 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, позволяющий получать изображения сверхвысокого разрешения, до десятков миллиардных долей угловой секунды.