Открытие гравитационных волн, без сомнения, является одним из самых важных открытий нынешнего столетия. Ученые уже получили в свое распоряжение высокоточные инструменты, позволяющие детектировать и определять некоторые из параметров гравитационных волн, но, несмотря на наличие на Земле уже трех детекторов, двух — американской обсерватории LIGO и одного — европейской обсерватории Virgo, задача определения местоположения источника гравитационных волн так и остается весьма сложной задачей. Более того, нынешняя ситуация напоминает «бег за уходящим вдаль поездом», после регистрации очередного пакета гравитационных волн вычисляется приблизительное местоположение их источника, и только после этого в точку вычисленного местоположения устремляются «взгляды» других астрономических инструментов.
Специалисты из Центра космических полетов НАСА имени Годдарда предлагают изменить сложившуюся ситуацию с обнаружением источников гравитационных вол и работать если не с упреждением, то с максимальной оперативностью. А ключевым моментом всего этого должен стать новый базирующийся в космосе инструмент, прототипом для которого стали глаза одного из морских животных — омара. Благодаря особенному строению его чувствительных элементов этот инструмент будет способен охватить своим наблюдение необычайно широкую область ночного неба сразу и в весьма широком диапазоне электромагнитного спектра вести поиски образов излучения, характерных для наступающих высокоэнергетических событий, таких, как столкновения черных дыр или нейтронных звезд, порождающие гравитационные волны.
Омары являются морскими хищниками, живущими в чрезвычайно опасной для них морской среде. Они постоянно сталкиваются с угрозой для их жизни не только со стороны других более крупных хищников, но и со стороны других омаров, которые постоянно пытаются захватить чужие «охотничьи угодья». Для того, чтобы выживать в таких условиях природа снабдила омаров удивительными глазами, в которых находятся длинные узкие клетки, играющие роль своего рода фотоумножителей. Эти клетки, помимо способности улавливать очень и очень слабый свет, снабжают омаров очень широким полем зрения и возможностью видеть почти в полной темноте.
Чувствительные элементы инструмента X-ray Wide-Field Imager (WFI) весьма отличаются от обычной оптики. Эти элементы изготовлены из изогнутого особым образом материала, усеянного крошечными квадратными отверстиями, микроканалами, которые являются аналогами длинных клеток глаз омара. Рентгеновское излучение, попадающее внутрь этих микроканалов под различными углами, фокусируется и направляется вдоль этих каналов. Все это кажется достаточно сложным, но это необходимо из-за того, что рентгеновские лучи не могут быть эффективно отражены и сфокусированы подобно лучам света.
Инструмент WFI может стать частью новой обсерватории Transient Astrophysics Observatory (TAO), которая, согласно предварительным планам, будет базироваться на Международной космической станции. Помимо этого, инструмент WFI может стать основным инструментом еще двух подобных миссий, предложенных для реализации в рамках программы Explorer Mission of Opportunity. И в 2019 году руководство НАСА должно принять решение, касающееся реализации одной из трех указанных миссий, для каждой из которых сейчас ведется разработка технико-экономического обоснования.
Но в любом случае, независимо от миссии, которая будет выбрана руководством НАСА, ученые получат возможности оперативного контроля всего неба с целью поиска определенных образов рентгеновских и гамма-лучей, связанных с приближением высокоэнергетических событий. Широкий диапазон, воспринимаемый датчиками инструмента WFI, позволит ученым получать достаточно разнообразную информацию об источнике гравитационных волн, включая состав, температуру, скорость движения, вращения и т.п. Обладание такой информацией позволит более точно спрогнозировать момент наступления события и сконцентрировать на этом месте к тому времени «взгляды» множества других астрономических инструментов.
Если проект ISS-TAO будет выбран руководством НАСА для реализации в рамках программы Explorer Mission of Opportunity, то все оборудование обсерватории TAO может быть готово к запуску уже в 2022 году.
Источник:
