Новый телескоп NASA поможет найти в космосе то, что невидимо

Новый космический телескоп американского космического агентства (NASA) Roman сможет обнаруживать в космосе нейтронные звезды — сжатые ядра, остающиеся после взрывов массивных звезд, которые должны быть разбросаны по всей галактике Млечный Путь. Об этом сообщила пресс-служба NASA со ссылкой на исследование, опубликованное в журнале Astronomy and Astrophysics.

Используя детальные модели Млечного Пути и будущие наблюдения космического телескопа, исследователи показали, что обсерватория, возможно, сможет идентифицировать и охарактеризовать десятки изолированных нейтронных звезд благодаря тонкому эффекту, называемому гравитационным микролинзированием.

Нейтронные звезды обладают массой, превышающей массу Солнца, и имеют размеры примерно с город, но при этом относительно тусклые и существуют сами по себе, из-за чего большинство из них практически невидимы. Они могут оставаться скрытыми даже от самых мощных телескопов, если это не пульсары, излучающие в радиодиапазоне или светящиеся в рентгеновском диапазоне.

Roman может искать их другим способом. Когда массивный объект, такой как нейтронная звезда, движется перед далекой фоновой звездой, его сильная гравитация искажает пространство-время и отклоняет свет фоновой звезды. Этот эффект микролинзирования на короткое время делает фоновую звезду ярче и создает впечатление ее смещения относительно истинного положения на небе.

Хотя многие телескопы могут обнаружить временное увеличение яркости, телескоп Roman способен с исключительной точностью измерить как увеличение яркости (фотометрия), так и крошечное смещение положения (астрометрия) линзированной звезды.

Поскольку нейтронные звезды относительно массивны, они производят более сильный астрометрический сигнал, чем более легкие объекты, что позволяет таким инструментам, как Roman, не только обнаруживать их, но и в некоторых случаях измерять их массу, что практически невозможно с помощью одной лишь фотометрии.

Измерения, проведенные телескопом, могут помочь астрономам определить, существует ли реальная разница в массах нейтронных звезд и черных дыр, а также в скорости движения нейтронных звезд.

Ученых особенно интересует понимание мощных «толчков», которые испытывают нейтронные звезды при рождении в результате взрывов сверхновых. Эти толчки могут разгонять их по галактике до сотен километров в секунду.

Хотя до настоящего времени было обнаружено лишь несколько тысяч нейтронных звезд, в основном пульсаров, ученые предполагают, что в Млечном Пути их могут быть десятки миллионов или сотни миллионов. Кроме того, на сегодняшний день исследователям удалось измерить массы нейтронных звезд только в двойных системах.

Изучение нейтронных звезд помогает понять, как звезды живут, умирают и распространяют тяжелые элементы по Вселенной. Они также предоставляют возможность изучать процессы, происходящие в самых экстремальных условиях (давление и плотность), которые только можно себе представить.

Телескоп Roman — имени Нэнси Грейс Роман (астроном, одна из первых женщин-руководителей NASA, известна как «мать Хаббла» за ее роль в создании другого знаменитого космического телескопа) — позволит ответить на важнейшие вопросы в области темной энергии, экзопланет и астрофизики. Его запуск ожидается в мае 2027 года. Он будет иметь поле зрения как минимум в 100 раз больше, чем у Хаббла, и потенциально сможет измерить свет от миллиарда галактик за время своей работы. Эта обсерватория также сможет блокировать свет звезд, чтобы напрямую наблюдать экзопланеты и диски, формирующие планеты, провести статистическую перепись планетных систем в нашей галактике и ответить на важные вопросы в области темной энергии, экзопланет и инфракрасной астрофизики.