Новый спутник ультразрения увидит далекие звезды, а телескоп Уэбба поможет

Космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба (JWST), самый мощный телескоп, когда-либо запущенный в космос, скоро получит нового «помощника» — небольшой, но шустрый спутник, позаимствовавший свое название у разноцветного морского существа.

В прошлом месяце НАСА запустило космическую миссию стоимостью 8,5 миллионов долларов под названием «Наблюдение за активностью ближайших звезд с помощью ультрафиолетовой визуализации и спектроскопии» (MANTIS). Этот CubeSat, или микроспутник, будет размером с тостер и будет спроектирован и построен в Лаборатории физики атмосферы и космоса (LASP) Университета Колорадо в Боулдере.

Его прозвище происходит от креветки-богомола, ракообразного, известного своими мощными ударами и даже удивительным зрением. Подобно этому подводному животному, космический аппарат MANTIS сможет наблюдать за ночным небом в полном ультрафиолетовом диапазоне. Это включает в себя особенно активную форму излучения, называемую экстремальным ультрафиолетовым (EUV) светом.

«Ни один космический аппарат не наблюдал полный ультрафиолетовый спектр других звезд, кроме Солнца, примерно с 2001 года», — сказала Брианна Эндалл, научный сотрудник LASP и главный исследователь миссии Mantis.

Космический корабль будет использовать свои впечатляющие знания, чтобы помочь телескопу Уэбба, который будет запущен в 2021 году, в его миссии по исследованию атмосфер «экзопланет» за пределами Солнечной системы Земли. Эндал объяснил, что Mantis будет следить за изменчивой физикой звезд, которые горят в десятках световых лет от Земли, в том числе когда они испускают огромные выбросы энергии в виде вспышек. Данные с марсохода дополнят наблюдения Уэбба за экзопланетами, помогая ученым собрать воедино условия, которые могут сделать эти миры пригодными для жизни или нет.

«Мы предложили, чтобы MANTIS был своего рода ультрафиолетовым помощником, который будет следовать за JWST и смотреть, где бы он ни находился, заполняя этот важный фрагмент контекста межзвездной среды, в которой обитают эти планеты», — сказал Кевин Франс, доцент LASP и астрофизик. Команда Мантис.

Эндалл и ее коллеги вскоре начнут работу над MANTIS, запуск которого запланирован на 2026 год, и потратят около года на сбор данных. Итальянское космическое агентство и Университет штата Пенсильвания являются техническими партнерами в миссии.

Непревзойденная креветка

По словам Дэвида Уилсона, руководителя научной группы миссии, ключом к успеху Mantis станет интенсивное ультрафиолетовое излучение.

Он объяснил, что звезды могут испускать это излучение в виде мощных, но часто кратковременных взрывов. Некоторые планеты могут плохо работать в этих условиях.

«Когда эти выбросы достигают верхней части атмосферы планеты, они расширяются, и некоторые из них могут уйти в космос», — сказал Уилсон. «Если у вас высокий поток EUV, атмосфера этой планеты может быстро разрушаться».

Однако измерение этого излучения становится очень трудным. Последним спутником, излучавшим свет такого типа, был космический корабль НАСА Extreme Ultraviolet Explorer, который работал с 1992 по 2001 год.

Однако MANTIS стремится изменить эту тенденцию, используя два высокотехнологичных телескопа, встроенных в его крошечную рамку. Первый будет контролировать низкоэнергетическое ультрафиолетовое излучение. Второй будет использовать конструкцию, никогда ранее не использовавшуюся в космосе, для сбора экстремального ультрафиолетового света.

«Для многих звезд мы впервые увидим, как они выглядят в крайнем ультрафиолете», — сказал Уилсон.

Космический корабль использует технологии двух других CubeSat, разработанных той же командой в LASP: Colorado Ultraviolet Transit Experiment (CUTE), который был запущен в 2021 году и до сих пор собирает данные, и Supernova Remnants and Proxies for the Reionization Test Experiment (SPRITE). ) который, как ожидается, будет запущен в следующем году.

Индал рад начать строительство мини-спутника. По ее словам, после запуска MANTIS те же звездные системы, что и телескоп Webb, будут увеличены. Пока более крупный космический корабль наблюдает за планетами в этих системах, Mantis будет смотреть на их звезды. Тогда ученые смогут понять, как энергия этих звезд влияет на атмосферы планет, вращающихся вокруг планет, — удачный ход для исследователей, ищущих миры, подобные нашему, но далекие.

«Мы будем наблюдать звезды всех типов, в том числе различных масс и возрастов», — сказал Индал. «Мы хотим понять, как поток ультрафиолетового света от звезд влияет на атмосферы планет и даже на их обитаемость».