Охотящаяся на темную энергию камера отправляется на первую миссию

Самая мощная камера для исследования неба, которая когда-либо разрабатывалась учеными, начала миссию по нахождению таинственного материала, который составляет почти три четверти нашей Вселенной

Камера поиска темной энергии (Dark Energy Survey) на 570 млн пикселей будет рассматривать около 300 млн галактик в ближайшие пять лет.

Ее главная цель состоит в том, чтобы обнаружить природу темной энергии, которая, как считают ученые, отвечает за быстрое расширение Вселенной. Ее первое изображение, полученное 12 сентября, отображает группу галактик в созвездии Печь. Кроме исследования большого количества отдельных галактик, камера будет рассматривать 100 000 галактических кластеров – самых больших устойчивых структур, известных науке, и 4000 сверхновых, ярчайших взрывов умирающих звезд.

Камера, которую сокращенно называют DECam, имеет размер британской телефонной будки. Она установлена на четырехметровом телескопе «Виктора М Бланко» в межамериканской обсерватории Cerro Tololo в центральном Чили. Хотя это – и не самая большая по размеру астрономическая камера (это звание принадлежит Pan-Starss на Гавайях), ее беспрецедентная чувствительность делает ее самым мощным устройством подобного рода в мире.

DECam особенно чувствительна к красному и инфракрасному свету для лучшего восприятия космических объектов, которые находятся на расстоянии в 8 млрд световых лет от Земли. Более отдаленные объекты отодвигаются от нас и друг от друга быстрее, чем более близкие объекты, что вызывает изменение спектральных линий их химических элементов в сторону красной стороны спектра (это явление называется «красное смещение»). Но само по себе расширение пространства может вызвать тот же эффект.

Тщательные исследования перемещенного света от отдаленных сверхновых звезд доказали ускорение расширения Вселенной, за что была получена Нобелевская премия по физике 2011 года.

То, что, как полагают исследователи, вызывает увеличение скорости расширения нашего мира, называют темной энергией, которая составляет более 70% массовой энергии Вселенной, и эта субстанция является центром фокусировки миссии DECam.

Есть и другие инструменты, с помощью которых ученые надеются добраться до истоков самой большой загадки астрофизики и смежных наук, – например обзор космического телескопа «Босс» или космического телескопа «Евклида», который тоже направлен на исследование темной материи, но еще находится в процессе разработки. Но пока все надежды на DECam, которую участник проекта Dark Energy Survey Уилл Персиваль из Университета Портсмута назвал наиболее перспективным инструментом поиска.

«Это будет самый масштабный обзор галактик подобного рода. Формы и местоположения галактик скажут нам о природе физического процесса, который мы называем темной энергией, но до сих пор ничего о нем не знаем», – сказал он.

Обзор будет осуществлять миссию четырьмя способами.

В процессе обзора будет исследоваться тот же тип сверхновых звезд, которые изучали получившие Нобелевскую премию Брайан Шмидт и Адам Рисс, чтобы понять «историю» расширения Вселенной, которое ускорялось и замедлялось в течение миллиардов лет.

В процессе также будет создана 3D-карта распределения групп галактик и будут измеряться барионные акустические колебания – фактически остатки звукового эха Большого взрыва. Подсчитав кластеры и вычислив, когда они сформировались, ученые смогут составить компьютерные модели, которые покажут, как Вселенная самоорганизовывалась в ранний период ее существования.

Исследование того, как галактики и галактические кластеры искривляют проходящий свет (этот процесс называется гравитационным линзированием), поможет зафиксировать не менее таинственную темную материю, которая, как полагают, составляет более 80% массы Вселенной – большая часть материала Вселенной, который не является энергией.

«Как только камера темной энергии в первый раз взглянет на небо, начнется новая эра в нашем исследовании космических границ, – говорит Джеймс Сигрист, заместитель директора американского министерства энергетики, которое поддерживало строительство инструмента. – Результаты этого обзора приблизят нас к пониманию тайны темной энергии и того, что она означает для Вселенной».

Масштабное исследование Dark Energy Survey – продукт сотрудничества американских, британских, бразильских, испанских и немецких астрономов. DECam начнет официальный обзор в декабре.