Прибор ÉCLAIRs, который установлен на спутнике SVOM, оснащён для поиска в космосе гамма-всплесков «кодирующей маской». Наблюдать эти всплески — значит смотреть в прошлое, вплоть до эпох, близких к Большому взрыву!
Эта удивительная структура из металла — одна из основных деталей французского прибора ECLAIRs, который будет установлен на франко-китайском спутнике SVOM. Его запуск запланирован на 2021 год. Его задача — искать яркие вспышки гамма-излучения. Обнаружив их, он подаёт сигнал и, после цепи операций, меньше чем за пять минут, точное место вспышки передается трём другим приборам спутника и земным телескопам.
Понаблюдать за детством Вселенной
Всплески гамма-излучения происходят по разным причинам. Наблюдать их непросто, потому что, во-первых, они мимолётны, как вспышка фотоаппарата. Во-вторых, нужно обязательно наблюдать их из космоса – земная атмосфера не пропускает гамма-лучи (к счастью для нас!). В-третьих, у фотонов гамма-излучения такая энергия, что они пронизывают зеркала и линзы, не преломляясь и не отражаясь. Получить, например, снимок, как у обычного телескопа, фиксирующего видимый свет, невозможно.
Чтобы разрешить эту задачу, учёные придумали металлическую пластину со множеством отверстий и назвали её «кодирующая маска». Она помещена над той частью прибора, которая определяет вспышки. Стоит излучению пройти сквозь пластину, тень от маски попадает на определяющую поверхность и формирует там уникальный узор. Тогда уже возможно, благодаря математической обработке данных, установить, где именно на небе расположен источник вспышки.
Такая техника уже использовалась на нескольких космических обсерваториях, например, на европейском телескопе Integral. Он был запущен в 2002 году.
Разработка узора кодирующей маски ECLAIRs заняла у учёных два года.
Десятки тысяч узоров этой маски были разработаны компьютером. Пришлось искать компромисс между возможностью высокоточного определения места вспышки и техническим воплощением прибора, который позволял ему выдерживать большие нагрузки при запуске, — подчеркнул Франсуа Гонзалес, глава проекта SVOM в Национальном центре космических исследований.
Наконец, кодирующая маска ECLAIRs (квадрат со стороной 54 см) состоит на 40% из пустоты, различных слоев титана (выбран за свою прочность) и тантала (за способность поглощать гамма-лучи). Учёные рассчитывают фиксировать 70 вспышек в год (то есть по одной вспышке за пять дней) и вспышки от самых первых звёзд Вселенной — тех, что синтезировали химические элементы вплоть до железа. Они также надеются заглянуть в прошлое до нескольких миллионов лет сразу после Большого взрыва.
В миссии SVOM задействованы космические и наземные телескопы, чтобы успеть пронаблюдать послесвечение всплесков в рентгеновском видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах.
Источник: spacegate.cnes.fr
Перевод: Елизавета Акимова
