Чтение прошлого галактики

Вот нечто, что помогает понять масштаб вселенной. Когда вы смотрите на фотографию спиральной галактики, красивый светящийся диск, который вы видите, является лишь частью истории. Вокруг него, простираясь далеко за пределы этих спиральных рук, находится обширная сферическая область, называемая гало. Она в основном невидима. Она содержит темную материю, горячий газ и разбросанные остатки меньших галактик, которые были разорваны гравитацией миллиарды лет назад. И в ней записана, написанная необычайно тусклым звездным светом, полная история всего, что пережила эта галактика.

Теперь ESA официально приняла миссию по чтению этой записи. Она называется Arrakihs, что расшифровывается как Анализ Разрешенных Остатков Аккреционных галактик как Ключевой Инструмент для Обследования Гало, и это одна из самых амбициозных попыток понять, как формируются и растут галактики.

Миссия Arrakihs от ESA будет оснащена двумя бинокулярными телескопами. Вместе они позволят миссии наблюдать за тусклым звездным светом, исходящим от гало галактик, подобных нашей галактике Млечный Путь (Кредит: ESA)

Центральная идея Arrakihs проста, даже если инженерные решения, необходимые для ее реализации, совсем не просты. Ученые полагают, что галактики растут, поедая меньшие. На протяжении миллиардов лет большая галактика, такая как Млечный Путь, поглощает меньшие карликовые галактики, разрывая их на части своим гравитационным полем. Звезды из этих поглощенных галактик не исчезают полностью. Они перераспределяются в гало, формируя длинные, призрачные ленты звезд, называемые звёздными потоками, астрономическим эквивалентом места преступления, все еще видимого долго после самого события.

Картируя эти звёздные потоки по десяткам галактик, астрономы могут работать назад во времени, собирая историю прошлых слияний и создавая представление о том, как типичная галактика собирается. Проблема в том, что гало галактик чрезвычайно тусклые. Они находятся настолько далеко от яркости всего остального на небе, что почти ни один телескоп не смог изучить их в деталях, и, конечно, не в достаточном количестве, чтобы сделать значимые выводы.

Смоделированные галактические гало (Кредит: ESA)

Arrakihs специально разработан для решения этой проблемы. Космический аппарат будет оснащен четырьмя камерами, расположенными в виде двух пар бинокулярных телескопов, каждая из которых чувствительна к различным диапазонам длин волн, начиная от ближнего ультрафиолета и заканчивая видимым светом и ближним инфракрасным. Вместе они смогут обнаружить диффузное свечение звёздных гало вокруг как минимум 80 галактик с массой, аналогичной массе Млечного Пути. Это число имеет огромное значение, поскольку только изучая достаточное количество галактик, ученые могут с уверенностью сказать, как выглядит типичная галактика, и только тогда они могут оценить, является ли наша собственная Галактика необычной или совершенно обычной.

Наши модели того, как формируются галактики, неразрывно связаны с нашими моделями темной материи, невидимого вещества, которое составляет большинство материи во вселенной. Если гало, которые откроет Arrakihs, не соответствуют тому, что предсказывают модели, значит, что-то значительное отсутствует в нашем понимании самой вселенной.

Миссия запланирована к запуску до конца 2030 года и была официально принята на заседании Комитета научной программы на Тенерифе на этой неделе. Следующий этап включает в себя строительство, интеграцию и тестирование космического аппарата и его инструментов. Это, в самом буквальном смысле, галактическая археология, и мы собираемся начать раскопки.