На МКС с 2022 года начнется эксперимент по исследованию рентгеновского фона Вселенной. Сейчас значение яркости космического рентгеновского фона имеет погрешность в 10-15%. Эта неопределенность оказывается существенной при проверке современных моделей эволюции сверхмассивных черных дыр во Вселенной. В Институте космических исследований РАН рассказали, что измерения «Монитора всего неба», как назвали прибор, позволят снизить эту погрешность до 1%.
Не провалиться в дыру
Новый эксперимент позволит больше узнать об эволюции Вселенной, а именно о том, как черные дыры поглощали вещество и выделяли энергию в наш мир. Кроме того, мы лучше узнаем строение ближней Вселенной, уточним, какие астрономические объекты там есть и как они расположены. С Земли такие измерения провести нельзя, так как радиационное излучение нужного диапазона не достигает поверхности планеты. Запускать оборудование на спутнике можно, но это будет значительно дороже финансово и сложнее технически.
«Главной научной задачей „Монитора всего неба“ (МВН) является исследование диффузного рентгеновского фона с высокой точностью, а именно измерение его поверхностной яркости», — отмечает научный руководитель космического эксперимента «Монитор всего неба», доктор технических наук Николай Семена.
Сейчас значение яркости космического рентгеновского фона имеет погрешность в 10-15%. Эта неопределенность оказывается весьма существенной при проверке современных моделей эволюции сверхмассивных черных дыр во Вселенной. Диапазон энергий 10-100 килоэлектронвольт важен еще и потому, что пик энерговыделения космического рентгеновского фона расположен в области энергий 20-40 килоэлектронвольт.
Дополнительное высокоточное определение поверхностной яркости космического рентгеновского фона при помощи МВН будет иметь большое значение для моделей эволюции черных дыр во Вселенной и для анализа популяции черных дыр в ближней Вселенной.
Небольшая, но важная разница
Предполагается, что измерения МВН позволят проверить существование крупномасштабной (в угловом выражении) анизотропии поверхностной яркости фона в ближней Вселенной на уровне ~1%.
В этом случае станет возможным сделать оценки полной излучательной способности ближней Вселенной в рентгеновском диапазоне, включая вклад всех сколь угодно слабых источников. В эксперименте МВН планируется зарегистрировать суммарное излучение больших масс, сосредоточенных в ближней Вселенной, без необходимости детектирования отдельных источников, дающих вклад в это суммарное излучение.
Старший научный сотрудник ИКИ РАН Роман Кривонос рассказал АиФ.ru о том, как планируется проводить измерения.
«Основная идея измерения состоит в том, чтобы „увидеть“ небольшую разницу в поверхностной яркости космического рентгеновского фона между направлениями на концентрации массы в ближней Вселенной и на пустоты, средняя плотность галактик в которых может отличаться в десятки раз. Следуя разумному предположению о том, что рентгеновские источники расположены в местах скопления материи, можно связать отклонения поверхностной яркости космического рентгеновского фона с поверхностной плотностью галактик в ближней Вселенной и оценить объемное энерговыделение популяции источников со слабой рентгеновской светимостью, которые сложно обнаружить индивидуально», — пояснил эксперт.
