В ночь с 28 на 29 сентября свой последний полёт совершил легендарный самолёт-обсерватория SOFIA. Что же делало этот инструмент таким особенным, и какое научное наследие он оставил за собой?

Когда астрономам нужно разглядеть что-то в далёком космосе, их выручает телескоп. Когда это «что-то» скрывается за, например, облаком космической пыли, им необходим инфракрасный телескоп. Излучение в инфракрасном диапазоне – свет с длиной волны от 1 до 1000 микрометров – значительно легче проходит сквозь холодную пыль и газ, а также позволяет увидеть объекты, слишком тусклые в видимом спектре.

Один из главных недостатков этой технологии состоит в том, что практически весь инфракрасный свет, поступающий к нам из космоса, поглощается водяным паром в атмосфере Земли. Обычно для решения этой проблемы учёные делают ставку на космические телескопы (такие, как знакомые нам «Уэбб» и «Спитцер»), однако запуск такого деликатного инструмента в космос – дорогое и рискованное предприятие. Более простой альтернативой служит самолёт.

Паря в стратосфере на высоте около 12 километров, инфракрасная обсерватория SOFIA оставляет далеко внизу бо́льшую часть водяного пара и других компонентов земной атмосферы, мешающих работе 2,5-метрового инфракрасного телескопа на её борту. Более того, возможность быстрого ремонта и замены инструментов даёт ей некоторое преимущество над космическими аппаратами.

SOFIA нашла свою нишу, и с её помощью мы проводили исследования, которые иначе были бы невозможны.

Пит Эштон, учёный из команды SOFIA

За свои 12 лет службы SOFIA успела совершить множество открытий. Так, в 2019 году ей удалось найти в далёкой туманности гидрид гелия – как считают учёные, самое первое химическое соединение во вселенной. Охоту за этим веществом астрономы вели с 1970-х годов.

Помимо этого, она подтвердила наличие воды в почве лунного кратера Клавий, расположенного на видимой стороне Луны. Эта находка свидетельствует о том, что вода на нашей спутнице есть не только в вечно затенённых регионах.

Наконец, мобильность обсерватории делает её идеальным ловцом покрытий – явлений, во время которых близкое к нам тело проходит на фоне намного более отдалённого. В 2015 году SOFIA запечатлела покрытие Плутоном далёкой звезды, обеспечив учёных данными об атмосферных процессах карликовой планеты. На протяжении 120 секунд самолёт летел в тени Плутона, мчавшейся по Тихому океану со скоростью более 85000 километров в час.

Всё же, несмотря на многочисленные заслуги обсерватории, NASA и Немецкий центр авиации и космонавтики приняли решение завершить миссию. Дело в том, что, как утверждается в десятилетнем астрофизическом обзоре Astro2020, стоимость эксплуатации SOFIA – 86 миллионов долларов в год, число, сравнимое с годовой стоимостью телескопов «Хаббл» или «Чандра» – неоправданно высока при сравнительно низких научных результатах.

Согласно обзору, с 2014 по 2020 работа SOFIA стала источником для 178 научных статей – в то время, как данные двух упомянутых космических телескопов вместе использовались в более чем 2700 публикациях. Авторам обзора не удалось найти способ увеличить «продуктивность» обсерватории.

Однако некоторые учёные считают такое решение ошибкой. Диапазон работы инструментов SOFIA составляет от 0,3 до 1600 микрометров – в сравнении с диапазоном от 0,6 до 28,3 микрометра у космического телескопа им. Джеймса Уэбба. Это значит, что существуют уголки Вселенной, которые видны при помощи «воздушной обсерватории», но недоступны для новейшего JWST.

Потеря SOFIA означает потерю доступа к дальнему инфракрасному диапазону на как минимум ближайшие 10 лет.

Дарио Фадда, учёный из команды SOFIA

Фадда и Эштон опасаются, что закрытие SOFIA оттолкнет начинающих учёных от исследований в дальнем инфракрасном диапазоне. Астрономы также обеспокоены тем, что по мере ухода из науки более старших членов проекта, некому будет передавать новым поколениям опыт работы с подобным типом данных – «как и любое другое направление человеческой деятельности, наука нуждается в преемственности».

Успехи самолёта-обсерватории позволили учёным сделать важные выводы:

По-моему, урок, который стоит усвоить из опыта SOFIA, в том, что в науке не всегда можно добиться результата, построив более крупную копию существующего инструмента – поставив больше детекторов, более крупные зеркала и так далее. Иногда лучший инструмент – нечто совершенно новое.

На сегодняшний день нет планов создания новой летающей обсерватории, однако находящийся на стадии концепта космический телескоп Origins, запуск которого потенциально намечается на 2035 год, может вернуть астрономам возможность работы с дальним инфракрасным диапазоном. Помимо этого, обзор Astra2020 содержит предложение создать космический телескоп, работающий как в инфракрасном, так и в рентгеновском диапазонах – однако даже в случае интереса со стороны NASA он будет готов не раньше середины 30-х.

Источник