Микроспутник будет слушать «шепот» ранней Вселенной
Руководимая Кембриджским университетом миссия CosmoCube будет использовать обратную сторону Луны для экранирования земных электромагнитных помех, чтобы уловить сигналы атомарного водорода, существовавшего до рождения первых звезд Вселенной, и раскрыть одну из величайших загадок космологии.
Короткое резюме
Задача «CosmoCube», возглавляемая Кембриджским университетом Великобритании и с участием учёных из разных стран, предполагает отправку микроспутника размером с небольшой чемодан на лунную орбиту. С помощью обратной стороны Луны как естественного экрана планируется блокировать все электромагнитные помехи с Земли, чтобы уловить крайне слабые сигналы водорода из ранней Вселенной — 21-сантиметровую линию. Этот сигнал возник в переходный период после Большого взрыва и до того, как начались ядерные реакции и зажглись первые звёзды; до сих пор он не был обнаружен напрямую, и его изучение может раскрыть одну из величайших загадок космологии: что происходило во Вселенной до появления первых звёзд. Соответствующая статья опубликована в последнем номере журнала «Nature Astronomy».
На Земле крайне сложно обнаружить сигналы возрастом 13,5 миллиарда лет с помощью телескопов, поскольку ионосфера Земли блокирует необходимые частоты, а помехи от FM-радио, спутниковой связи и телекоммуникационного оборудования полностью заглушают эти «шёпоты Вселенной». Обратная сторона Луны предлагает почти идеальные условия экранирования: когда спутник вращается вокруг Луны, примерно 40 минут из каждых двух часов орбиты он находится на обратной стороне Луны, полностью изолируясь от земных шумов. Кроме того, «CosmoCube» будет работать в диапазоне крайне низких частот от 10 МГц до 50 МГц, что значительно ниже диапазона наземных телескопов. Обратная сторона Луны позволяет одновременно решить проблемы экранирования и полного обзора неба, становясь единственным идеальным местом для наблюдений.
По прогнозам, в течение двухлетнего периода миссии спутник проведёт в общей сложности 1000 часов наблюдений, собирая данные о последнем неисследованном периоде Вселенной, чтобы помочь понять, как Вселенная эволюционировала от тёмной пустоты до сложной структуры, которую мы видим сегодня. Кроме того, «CosmoCube» изучит существование и роль тёмной материи: в ранней Вселенной 21-сантиметровая линия водорода покажет, как тёмная материя направляла скопление водородного газа, что в конечном итоге привело к образованию первых звёзд и галактик. Миссия планируется к запуску в течение пяти лет и использует компактный и относительно недорогой спутник для обнаружения сигналов из самых глубоких и далёких периодов Вселенной, к которым в настоящее время нет доступа другими способами.
Основная цель миссии «CosmoCube»
Использовать обратную сторону Луны для экранирования земных электромагнитных помех и улавливания 21-сантиметровых сигналов водорода из периода до появления первых звёзд во Вселенной
Технические проблемы и их решения
Ионосфера Земли блокирует необходимые частоты, но обратная сторона Луны обеспечивает почти идеальные условия экранирования, с примерно 40 минутами полной изоляции от земных шумов на каждом витке орбиты
Научная значимость
Этот сигнал возник в период между Большим взрывом и зажиганием первых звёзд, и его прямое обнаружение до сих пор не удалось, но он может раскрыть ключевые этапы эволюции Вселенной
Планы миссии и дополнительные цели
Миссия продлится два года с общим временем наблюдений 1000 часов и также изучит, как тёмная материя способствовала скоплению водородного газа для формирования первых звёзд и галактик; запуск планируется в течение пяти лет
Текст сгенерирован с использованием ИИ
