Ученые строят самый мощный телескоп в истории: что он нам покажет?

Обычно, чтобы заглянуть глубже во Вселенную, астрономы строят телескопы с огромными зеркалами. Чем больше зеркало — тем больше света, тем дальше ученые видят космос. Недавно команда исследователей из Йельского университета и Университета Торонто пошла совершенно другим путем: вместо одного гигантского зеркала они взяли 1 140 объективов Canon и собрали из них телескоп нового поколения. Называется он MOTHRA, и его цель — впервые напрямую увидеть космическую паутину, о которой мы рассказывали в 2019 году.

Каждая из 30 монтировок несёт 38 объективов Canon с фильтрами. Выглядит как мечта фотографа, но эта махина для серьезной науки. Источник изображения: interestingengineering.com

Что такое телескоп MOTHRA

MOTHRA расшифровывается как Massive Optical Telephoto Hyperspectral Robotic Array — Массивная оптическая телефотографическая гиперспектральная роботизированная решетка. Название, кстати, отсылает к гигантскому мотыльку из японских фильмов о монстрах — и это не случайно: телескоп, подобно фасеточному глазу насекомого, собирает свет сразу множеством линз.

В отличие от классических обсерваторий с большими зеркалами, MOTHRA использует массив из 1 140 телефотообъективов Canon, установленных на 30 роботизированных монтировках — по 38 объективов на каждой. Все линзы направлены на один и тот же участок неба, а изображения с них объединяются цифровым способом. В результате массив работает как один гигантский объектив диаметром около 4,7 метра. Это делает MOTHRA крупнейшим в мире полностью линзовым телескопом.

Но главная фишка MOTHRA — не размер, а ультраузкополосные фильтры, способные выделять слабейшее свечение водородного газа, дрейфующего между галактиками. Обычные зеркальные телескопы создают рассеянный свет из-за дифракции и микроцарапин на зеркалах, и этот «шум» скрывает тусклые структуры. Линзы же, покрытые специальными антиотражающими нанопокрытиями, дают на порядок меньше рассеянного света.

Частично собранная система телескопов MOTHRA ведет наблюдение за Млечным Путем в обсерватории Эль-Соус в Чили. Источник изображения: interestingengineering.com

Как был придуман самый мощный телескоп

По данным Interesting Engineering, идея MOTHRA выросла из проекта Dragonfly Telephoto Array — телескопа-предшественника, который создали те же ученые, Питер ван Доккум и Роберто Абрахам. В 2013 году они собрали первый прототип всего из трех объективов Canon. Постепенно массив вырос до 48 линз, и результаты оказались поразительными.

Именно Dragonfly обнаружил Dragonfly 44 — галактику, по массе сравнимую с нашим Млечным Путем, но на 99,9% состоящую из темной материи. Он же нашел NGC 1052-DF2 — галактику, которая, наоборот, казалась практически лишенной темной материи. Эти открытия показали, что скромные на вид фотообъективы могут обнаруживать то, что не под силу огромным зеркальным телескопам.

Галактика Dragonfly 44. Источник изображения: wikipedia.org

Что такое космическая паутина

Космическая паутина — это крупнейшая структура во Вселенной. Она состоит из длинных нитей (филаментов) газа и темной материи, соединяющих галактики на колоссальных расстояниях. Ученые считают, что эти структуры начали формироваться вскоре после Большого взрыва, которая все еще окутана тайнами. На протяжении миллиардов лет гравитация стягивала материю в паутинообразный узор, растянувшийся через всю наблюдаемую Вселенную.

Галактики выстраиваются вдоль этих нитей, словно капли росы на паутине. Но сам газ между ними — настолько тусклый, что прямое наблюдение до сих пор оставалось практически невозможным. Астрономы знали о космической паутине десятилетиями, но видели ее в основном косвенно: через компьютерные модели, гравитационное линзирование и поглощение света далёких квазаров.

Для сравнения, водород в этих нитях светит так слабо, что даже инструмент MUSE на Очень большом телескопе в Чили потратил сотни часов наблюдений, чтобы получить первое прямое изображение лишь одного филамента. MOTHRA же обещает картировать космическую паутину систематически и с чувствительностью, которая, по заявлению разработчиков, минимум на порядок превосходит любой существующий инструмент на Земле и в космосе.

Существование космической паутины было предсказано теоретически, и она позже наблюдалась только в паре случаев. Источник изображения: Live Science

Где строят самую большую обсерваторию

Телескоп возводят в обсерватории El Sauce в чилийской долине Рио-Уртадо, на юге пустыни Атакама. Это одно из лучших мест на Земле для астрономических наблюдений: здесь бывает более 300 ясных ночей в году и практически нет светового загрязнения. Строительство началось весной 2025 года, а полностью рабочим телескоп должен стать к концу 2026 года.

Организационно проект тоже необычен. Для строительства MOTHRA была создана компания Dragonfly FRO — так называемая Focused Research Organization, «организация целенаправленных исследований». Это некоммерческая структура, работающая по модели технологического стартапа: четкая миссия, ограниченные сроки, максимальная скорость. Как объясняют создатели, такие проекты слишком масштабны для одной академической лаборатории, но при этом не вписываются в традиционные схемы государственного финансирования.

Не забудьте подписаться на наш Telegram-канал. Так вы не пропустите ничего интересного!

Что новый телескоп расскажет о темной материи

Если проект окажется успешным, MOTHRA даст одну из самых детальных карт космической паутины в истории. Телескоп покажет не только где находится газ между галактиками, но и как он движется вдоль нитей паутины. А поскольку обычная материя следует за темной, карта газа станет, по сути, картой распределения темной материи — загадочной субстанции, на долю которой приходится около 85% всей массы Вселенной.

Все галактики связаны гигантской паутиной из невидимой космической материи. Это наша история происхождения, двигатель, благодаря которому галактики растут. И все же изучать ее было невероятно сложно.

MOTHRA также поможет понять галактическую обратную связь — механизм, при котором газ из космической паутины падает в галактики и питает рождение новых звезд, а взрывы сверхновых и активные черные дыры выбрасывают газ обратно в межгалактическое пространство. Этот цикл определяет, как галактики растут и эволюционируют, но до сих пор оставался в значительной степени теоретическим.