У российских учёных появился новый высокоточный инструмент для изучения удалённых объектов Вселенной.
Ракета-носитель «Союз-2.1а» стартовала с Байконура 15 августа. 17 августа состоялась стыковка грузового корабля «Прогресс МС-28» с Международной космической станцией. Среди научной аппаратуры на борту есть предназначенный для эксперимента «Монитор всего неба», который проводит Институт космических исследований Российской академии наук.
Главный в этом комплексе — рентгеновский монитор СПИН-Х1-МВН. Он будет вести измерения космического рентгеновского фона (КРФ), который складывается из излучений миллионов далёких объектов, которые пока невозможно «разглядеть» по отдельности. Точно измеряя КРФ, можно изучать, например, эволюцию сверхмассивных чёрных дыр.
Провести такой эксперимент предлагал сотрудник отдела астрофизики высоких энергий ИКИ РАН Михаил Геннадьевич Ревнивцев. По первоначальной идее на МКС должны были испытать полупроводниковые детекторы для будущих рентгеновских телескопов. Затем эксперимент решили расширить.
Рентгеновским детекторам всегда мешают высокоэнергичные заряженные частицы, которые постоянно бомбардируют элементы конструкции. При этом «рождаются» вторичные частицы, которые также попадают в детекторы. Этот паразитный сигнал нужно отделить от полезного.
Учёные из ИКИ РАН нашли оригинальное решение. Аппарат включает четыре модуля полупроводниковых рентгеновских детекторов, над которыми установлены коллиматоры — трёхслойные оболочки цилиндрической формы из специально подобранных материалов, которые ограничивают поле зрения инструмента и уменьшают влияние фона заряженных частиц. Над входными отверстиями монитора расположен вращающийся экран, который по очереди перекрывает поля зрения двух из четырёх модулей детекторов. В каждый момент времени два модуля будут «видеть» небо, а два — нет. Экран делает один оборот за минуту.
Такая конструкция позволяет учёным точно знать, какую часть наблюдаемого из космоса сигнала составляют «шумы» от элементов конструкции, и определять уровень полезного сигнала, а через три года измерять величину яркости космического рентгеновского фона с точностью до 1%.
Особенность эксперимента состоит в том, что монитор будет работать в широком диапазоне рентгеновского излучения, от 6 до 70 килоэлектрон-вольт. Предыдущие измерения КРФ в основном проводили в диапазоне энергий от 1 до 10 кэВ, а максимум его спектра приходится на 20–40 кэВ, где измерений мало или их точность невысока. Учёные ожидают, что эксперимент «закроет» важный пробел в наблюдательных данных.
На поверхности станции будет установлен рентгеновский телескоп, ориентированный в зенит. Перемещаясь по орбите со станцией, монитор будет «осматривать» почти всё небо и получит его почти полную карту за 72 дня после начала работы. А за три года эксперимента будет сделано 15 таких обзоров.
Во время выхода в открытый космос по российской программе, запланированного на декабрь этого года, монитор установят на внешней поверхности служебного модуля «Звезда».