Передовой телескоп для астрофизики высоких энергий (Advanced Telescope for High Energy Astrophysics, ATHENA) является главным рентгеновским телескопом запущенным Европейским космическим агентством. Этот большой проект является второй из трех миссий «Космического Видения» (Cosmic Vision) – программы фундаментальных космических исследований, которая включает в себя также запуск двух других космических аппаратов: для исследования ледяных лун Юпитера – Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE), запущенный в 2022 году и гравитационно-волновой обсерватории, развернутой в 2034 году.
Рентгеновские наблюдения имеют решающее значение для понимания строения и эволюции звезд, галактик и Вселенной в целом. Полученные данные могут выявить горячие точки во Вселенной — места, где частицы были наэлектризованы или нагреты до очень высоких температур сильными магнитными полями, мощными взрывами и интенсивными гравитационными силами. Источники рентгеновского излучения в небе также связаны с различными фазами эволюции звёзд, такими как остатки сверхновых, нейтронных звёзд и чёрных дыр.
ATHENA предназначен для ответа на ряд важных вопросов в астрофизике:
- Что происходит рядом с черной дырой?
- Каким образом растут сверхмассивные черные дыры?
- Как формируются крупногабаритные структуры Вселенной, такие как скопления галактик и сверхскопления?
- Какова связь между этими процессами?
Для решения этих вопросов современной науки телескоп будет отслеживать орбиты, близкие к горизонту событий чёрных дыр, измерять вращение чёрных дыр у нескольких сотен активных ядер галактик (АЯГ), использовать спектроскопию для описания истечения вещества из галактических ядер во время их пиковой активности, искать сверхмассивные чёрные дыры вне красного смещения z = 10, картографировать массивные движения и турбулентность в скоплениях галактик, искать недостающие барионы в массивных космических структурах и наблюдать процесс обратной связи, при которой чёрные дыры выделяют энергию в галактических и межгалактических масштабах.
Все это позволит астрономам лучше понять историю и эволюцию материи и энергии (как видимой, так и тёмной), а также их взаимодействие в процессе формирования крупных структур.
Для достижения перечисленных целей от телескопа требуется большая площадь для сбора данных в сочетании с хорошим угловым разрешением, а также высокоточная спектроскопия. Основным компонентом телескопа является большое зеркало, имеющее площадь собирающей поверхности около 3 м2, разрешение 5 угловых секунд и фокусное расстояние 12 м с очень высокой чувствительностью. Для того чтобы избежать влияния со стороны собственного излучения телескопа на получаемые данные, сама обсерватория и все его приборы должны быть очень холодными. Поэтому платформа инструментов имеет большой щит, который блокирует свет от Солнца, Земли и Луны. В противном случае нагрев телескопа привел бы к искажениям в получаемых данных.
Телескоп останется в рабочем состоянии до конца 2030-х годов.
Ссылки на источники:
2028
