Космический гамма-телескоп "Ферми" (Fermi Gamma-ray Space Telescope) стал одним из важнейших инструментов в исследовании Вселенной на высоких энергиях. Его запуск и последующие научные открытия открыли новую эпоху в астрофизике и позволили глубже понять процессы, происходящие в самых экстремальных условиях космоса.
История создания и запуск
Проект "Ферми" был разработан Национальным управлением США по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) в сотрудничестве с Министерством энергетики США и учеными из нескольких стран. Изначально аппарат назывался Gamma-ray Large Area Space Telescope (GLAST), но в 2008 году, вскоре после запуска, он был переименован в честь Энрико Ферми, выдающегося физика, внёсшего значительный вклад в квантовую механику и астрофизику.
Запуск телескопа состоялся 11 июня 2008 года с космодрома на мысе Канаверал. Для вывода аппарата на орбиту использовалась ракета-носитель Delta II. Телескоп был выведен на низкую околоземную орбиту с высотой около 550 км, что обеспечивает стабильные условия для наблюдения за Вселенной в гамма-диапазоне.
Конструкция и инструменты
Телескоп "Ферми" оснащен двумя основными инструментами:
- LAT (Large Area Telescope) — основной инструмент, предназначенный для изучения высокоэнергетического гамма-излучения в диапазоне от 20 МэВ до 300 ГэВ. LAT имеет широкое поле зрения и способен наблюдать значительную часть неба за короткий промежуток времени.
- GBM (Gamma-ray Burst Monitor) — инструмент для регистрации гамма-всплесков в более низком энергетическом диапазоне (от 8 кэВ до 40 МэВ).
Оба инструмента работают в тесной связке, позволяя фиксировать события на самых разных энергетических уровнях.
Важные открытия
С момента своего запуска "Ферми" совершил множество значимых открытий, которые помогли ученым лучше понять природу Вселенной. Среди наиболее важных результатов работы телескопа можно выделить следующие:
- Карта гамма-излучения неба: "Ферми" составил детализированную карту гамма-излучения, которая позволила исследовать источники высокоэнергетического излучения, включая остатки сверхновых, пульсары, активные галактики и загадочные гамма-всплески.
- Открытие пузырей Ферми: В 2010 году были обнаружены гигантские структуры, излучающие в гамма-диапазоне, которые простираются на 25 тысяч световых лет над и под плоскостью нашей галактики. Эти структуры, названные пузырями Ферми, стали объектом активных исследований. Их происхождение связывают с прошлой активностью сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути или с активными звездообразовательными процессами.
- Исследование гамма-всплесков: Телескоп зафиксировал множество гамма-всплесков, включая событие GRB 130427A, одно из самых ярких в истории наблюдений. Эти всплески связаны с катастрофическими событиями, такими как слияние нейтронных звезд или коллапс массивных звезд.
- Проверка общей теории относительности: Наблюдения гамма-всплесков помогли проверить предсказания общей теории относительности относительно скорости распространения света. Результаты показали, что фотоны разной энергии движутся с одинаковой скоростью, что согласуется с теорией Эйнштейна.
- Космические лучи и тёмная материя: "Ферми" внес вклад в изучение космических лучей, регистрируя их взаимодействие с межзвёздной средой. Кроме того, телескоп ищет сигнатуры частиц тёмной материи, которые могли бы проявляться в виде гамма-излучения.
Значение для науки
Телескоп "Ферми" стал ключевым инструментом для астрофизиков, изучающих процессы на самых высоких энергиях. Его данные используются для проверки теорий о происхождении космических лучей, природе гамма-всплесков, активности черных дыр и многом другом. Важность этих исследований заключается в том, что они проливают свет на фундаментальные вопросы о строении и эволюции Вселенной.