Читання минулого галактики

Ось щось, що ставить масштаб всесвіту в перспективу. Коли ви дивитеся на фотографію спіральної галактики, красивий світний диск, який ви бачите, є лише частиною історії. Оточуючи його, простягаючись далеко за спіральні руки, є величезний сферичний регіон, званий гало. Він в основному невидимий. Він містить темну матерію, гаряче газ і розкидані залишки менших галактик, які були розірвані гравітацією мільярди років тому. І він містить, написане в надзвичайно слабкому зоряному світлі, повний запис всього, через що пройшла ця галактика.

Тепер ESA офіційно прийняла місію, щоб прочитати цей запис. Її назва - Arrakihs, що означає Аналіз Розв'язаних Залишків Акреційних галактик як Ключовий Інструмент для Обстежень Гало, і це одна з найамбіційніших спроб зрозуміти, як формуються і ростуть галактики.

Місія Arrakihs від ESA буде мати два бінокулярні телескопи. Разом вони дозволять місії спостерігати за слабким зоряним світлом, що виходить з гало галактик, схожих на нашу Чумацький Шлях (Кредит: ESA)

Основна ідея Arrakihs проста, навіть якщо інженерія, необхідна для її досягнення, зовсім не така. Вчені вважають, що галактики ростуть, канібалізуючи менші. Протягом мільярдів років велика галактика, така як Чумацький Шлях, поглинає менші карликові галактики, розриваючи їх на частини своїм гравітаційним полем. Зірки з цих спожитих галактик не зникають зовсім. Вони перерозподіляються в гало, формуючи довгі, примарні стрічки зірок, звані зоряними потоками, астрономічним еквівалентом місця злочину, яке все ще видно задовго після самого події.

Картуючи ці зоряні потоки по десятках галактик, астрономи можуть працювати назад у часі, складаючи разом історію минулих злиттів і формуючи картину того, як типова галактика збирає себе. Проблема в тому, що гало галактик надзвичайно слабкі. Вони настільки далеко нижче яскравості будь-чого іншого в небі, що майже жоден телескоп не зміг їх вивчити в деталях, і, звичайно, не в достатній кількості, щоб зробити значущі висновки.

Симульовані гало галактик (Кредит: ESA)

Arrakihs спеціально розроблений, щоб вирішити цю проблему. Космічний апарат буде мати чотири камери, розташовані у вигляді двох пар бінокулярних телескопів, кожен з яких чутливий до різного діапазону довжин хвиль, що охоплюють від ближнього ультрафіолету через видиме світло і до ближнього інфрачервоного. Разом вони зможуть виявити розсіяне світло зоряних гало навколо принаймні 80 галактик з масою, схожою на Чумацький Шлях. Це число має величезне значення, оскільки лише вивчаючи достатню кількість галактик, вчені можуть з упевненістю сказати, як виглядає типова галактика, і лише тоді вони можуть оцінити, чи є наша власна Галактика незвичайною чи цілком звичайною.

Наші моделі того, як формуються галактики, нерозривно пов'язані з нашими моделями темної матерії, невидимої речовини, що складає більшість матерії у всесвіті. Якщо гало, які відкриває Arrakihs, не відповідають тому, що прогнозують моделі, значить, щось суттєве відсутнє в нашому розумінні самого всесвіту.

Місія запланована до запуску до кінця 2030 року і була офіційно прийнята на засіданні Комітету наукової програми в Тенеріфе цього тижня. Наступний етап включає в себе будівництво, інтеграцію та тестування космічного апарата та його інструментів. Це, в найбуквальнішому сенсі, галактична археологія, і ми готові почати копати.