Пример звездных оболочек и приливных потоков в гало близлежащих галактик по наземным изображениям. ARRAKIHS позволит получать изображения в 10 раз глубже. Авторы и права: Мартинес, Дельгадо и др.
Консорциум ARRAKIHS, научный руководитель которого возглавляет EPFL, только что успешно прошел проверку определения миссии проекта, что является очень важной первой вехой на пути к полному завершению подготовки миссии. ARRAKIHS — спутник, выбранный ЕКА для изучения природы темной материи, который будет запущен в 2030 году.
Когда вы смотрите на ночное небо, некоторые звезды свидетельствуют о ранних стадиях формирования Вселенной и могут принадлежать к первым сформировавшимся маленьким галактикам. Эти структуры чрезвычайно слабы в ночном небе, и, как мы сейчас понимаем, в них также доминирует темная материя.
Темная материя — это материя, обнаруженная гравитацией, но невидимая. Идентификация и характеристика этих структур требует конкретных и целенаправленных стратегий наблюдения. В следующем десятилетии вторая космическая миссия ЕКА под названием ARRAKIHS будет искать эти очень слабые структуры, поскольку они являются ключом к раскрытию природы темной материи.
«ЕКА называет это F-миссией, где F означает быстро», — говорит Паскаль Яблонка из LASTRO EPFL, который также возглавляет научный компонент ARRAKIHS. Чтобы считаться миссией класса F, ARRAKIHS должен соответствовать ряду граничных условий: общая стоимость ЕКА, включая операции, составляет менее 175 миллионов евро; что миссия является автономной и возглавляется ЕКА; что миссия будет разрабатываться с использованием подхода «от проектирования до стоимости» и что общее время разработки с момента выбора миссии в ноябре 2022 года до запуска должно составлять менее восьми лет.
Выбранные ЕКА в 2022 году в качестве второй миссии F, члены европейского консорциума ARRAKIHS, возглавляемый Испанией с очень сильным компонентом из Швейцарии, в прошлом году работали вместе над завершением начальной фазы исследования миссии, называемой фазой. нуль. 27 сентября ARRAKIHS прошел свой первый этап — «обзор проекта миссии», дав консорциуму ARRAKIHS и исследовательской группе ЕКА зеленый свет для перехода к следующим этапам проекта.
«Мы очень взволнованы. Это счастливый и эмоциональный момент, когда мы завершили этот первый этап. Это означает, что миссия теперь имеет конкретную ценность. Мы вступаем в еще более активную фазу проекта, для которой нам нужна поддержка со стороны национальных агентств. », — объясняет Яблонка.
В течение следующих двух с половиной лет Консорциум миссии будет работать вместе с ЕКА и промышленностью над следующим этапом исследования — так называемым определением миссии или фазой A/B — который охватывает определение всех аспектов миссии, включая науку, научный инструмент, космический корабль и операции. Это детальное исследование осуществимости миссии завершится анализом групп независимых ученых и инженеров. В случае успеха ЕКА затем представит рекомендацию своему Комитету научной программы (состоящему из делегатов всех стран-членов ЕКА) принять ARRAKIHS и перейти к реализации.
Открывая невидимое с ARRAKIHS
Согласно современной стандартной космологической модели, в которой гравитация регулируется теорией Эйнштейна, Вселенная на 27% состоит из темной материи, на 68% из темной энергии, и только оставшиеся 5% — это обычная материя, какой мы ее знаем и видим, составляющая планеты и звезды.
Название ARRAKIHS (аббревиатура от «Анализ разрешенных остатков аккрецированных галактик как ключевой инструмент для исследования гало») отсылает к научно-фантастической планете из романа «Дюна», но вместо того, чтобы искать «перчинку», этот низкоорбитальный спутник будет хочет раскрыть одну из самых мрачных тайн современной физики. Какова природа темной материи? Жарко или холодно? Это взаимодействие с самим собой?
Теоретические исследования показали, что характер темной материи запечатлен в количестве слабых карликовых систем вокруг массивных галактик, таких как наша, и звездных потоков в их гало. Таким образом, ARRAKIHS будет нацелен на 75 таких аналогов Млечного Пути. Но эти аналоги настолько слабы в ночном небе, что важно наблюдать их из космоса, вдали от атмосферы Земли.
С помощью очень эффективной технологии визуализации ученые раскроют и охарактеризуют особенности звездного гало. Это сложная инженерная задача, учитывая слабость астрофизических структур. Идея состоит в том, чтобы затем сравнить эти наблюдения с различными моделями темной энергии и их предсказаниями. За каждой галактикой будут наблюдать в общей сложности 150 часов, а структуры ее гало будут расшифрованы во всех деталях.
«Эта миссия особенно интересна для меня и моих сотрудников, поскольку она объединяет многие области наших исследовательских интересов, такие как темная материя и эволюция галактик, а также обработка изображений и численное моделирование», — продолжает Яблонка, которого привлекла астрофизика, потому что «она сочетает в себе выдающаяся красота и фундаментальные вопросы формирования и эволюции физических систем».
Информация от: Федеральной политехнической школой Лозанны.
