Традиционно астрономия полагалась на свет как на основной носитель информации для изучения Вселенной. Однако в последние десятилетия новые методы позволили изучать космические явления с помощью различных «посланников». Помимо фотонов, ценные данные ученым передают субатомные частицы, такие как нейтрино, космические лучи и гравитационные волны.
Многоканальная астрономия стремится объединить эту информацию, открывая окно в экстремальные события во Вселенной, такие как взрывы звезд и столкновения между компактными объектами. И в этом сценарии Vera C. Rubin, финансируемый Национальным научным фондом (NSF) и Министерством энергетики США (DOE), будет играть решающую роль.
Потенциал оптических наблюдений Rubin
Телескоп Vera C. Rubin — это телескоп нового поколения, который уже сейчас отличается усовершенствованной камерой и широким полем зрения, что позволяет ему обнаруживать слабые источники с несколькими потоками сообщений и направлять другие телескопы для последующих наблюдений.
Его основной задачей станет проведение Legacy Survey of Space and Time (LSST) — систематического картографирования южного неба. Телескоп Rubin предназначен для проведения быстрых целенаправленных наблюдений, способных навестись на цель всего за три минуты, что позволит получить ценную оптическую информацию о космических событиях.
Эти наблюдения будут иметь решающее значение для точного определения местоположения источников сигналов с несколькими мессенджерами, такими как гравитационные волны или нейтрино, для дальнейшего изучения.
Обнаружение нейтрино и гравитационных волн
Наблюдение гравитационных волн, то есть пульсаций в пространстве-времени, возникающих в результате космических событий, таких как слияние черных дыр и нейтронных звезд, представляет собой особую задачу. Хотя эти сигналы могут указать общее направление космического события, для их точной локализации требуется захват фотонов.
Благодаря своей мощной камере Rubin решит эту проблему. Обсерватория сможет собирать слабые оптические сигналы от источников гравитационных волн, что внесет значительный вклад в астрономию нескольких сообщений. На сегодняшний день только одно гравитационно-волновое событие наблюдалось с помощью нескольких посланников: слияние двух нейтронных звезд. В будущем Rubin сможет обнаружить новые типы слияний, значительно расширив наше понимание подобных событий.
Обсерватория также окажет решающее влияние на изучение нейтрино — частиц, которые трудно обнаружить из-за их неуловимой природы. Rubin сможет значительно увеличить количество обнаруживаемых источников нейтрино, заполнив пробел, оставленный нынешними телескопами, которые могут обнаружить только самые яркие источники. По прогнозам Роберта Стейна из Калифорнийского технологического института, Rubin может увеличить процент обнаруживаемых источников с 5-10% до 50%.
Будущее с многоканальной астрономией
Rubin не только улучшит наше понимание известных явлений, но и сможет раскрыть неожиданные космические события.
Благодаря своей способности покрывать большие участки южного неба обсерватория может обнаружить новые источники и классы явлений. И ученые сходятся во мнении, что этот потенциал неожиданности — ее главная сила.
Rubin станет инструментом для открытий, способным раскрыть новые типы космических событий и предложить научному сообществу новые цели для исследований. Эра многоканальной астрономии только началась, и обсерватория Vera C. Rubin обещает стать одним из ее ключевых игроков.
