Краткое описание проекта спутника, который имеет довольно большие шансы на одобрение.
Это рентгеновская обсерватория с тремя инструментами, дополняющими друг друга. Основная задача - тайминг транзиентов с высоким временным разрешением и высокой чувствительностью по потоку.
Описывается интересный проект спутника (заявка направлена в китайское агентство).
Хочется искать планеты земного типа у звезд типа Солнца, причем в зонах обитаемости. Это нетривиальная задача. Возможно, один из лучших методов - астрометрические наблюдения.
Авторы предлагают проект небольшого спутника, который будет в течение 5 лет наблюдать около сотни близких (менее 10-12 пк) звезд. Как показывают расчеты, можно достичь точности, позволяющей регистрировать планеты земного типа с орбитальным периодом около года.
ngVLA будет большой системов из двух с половиной сотен 18-метровых антенн. Она как бы придет на смену и VLA, и ALMA. Установку планируют начать строить в 2025 и закончить в 2035. Сейчас работают с прототипами ну и, конечно, с научной программой.
В 2017 г. было выделено пять ключевых научных задач: исследование структуры и динамики формирующихся планетных систем, похожих на Солнечную; астрохимия в приложении к планетам и жизни; формирование и эволюция галактик от первого миллиарда лет до наших дней; пульсары как научная лаборатория; черные дыры. В данной статье дается апдейт этих задач с учетом того, что наработано за прошедшие 7 лет развития ngVLA.
Забираясь за высокие частоты, доступные ALMA, ngVLA будет обладать большей чувствительностью и угловым разрешением. Это позволит рассмотреть формирующиеся планеты и структуры в протопланетных дисках лучше, чем на самых замечательных изображениях ALMA. В частности, важно дотянутья до структур связанных не с планетами гигантами, а с планетами земного типа на расстояниях порядка зоны обитаемости. В статье рассматривается, что еще интересного можно будет разглядеть в протопланетных исках, чего не может ALMA, и не сможет SKA-mid.
Такой же разбор проведен по всем ключевым задачам. Показано, какие важные наблюдения можно будет сделать, каким будет прогресс по сравнению с существующими или планируемыми инструментами, как данные ngVLA дополнят результаты, полученные с помощью других телескопов в разных диапазонах. Так, например, для изучения формирования и эволюции галактик чрезвычайно важно наблюдать втекающий и истекающий газ. А это снова задача для ngVLA. И так по всем пунктам.
Следующую большую космическую миссию по изучению реликтового фона планирует запустить японское космическое агентство JAXA в 2032 году. Основная задача - построение карт поляризации, которые могут дать подтверждение модели космологической инфляции.
В статье дается краткое описание проекта и его задач. Если все хорошо, то к концу 2030-х инфляция может получить наблюдательное подтверждение.
Описание спутника PLATO и его научных задач.
Основная цель - обнаружение и получение базовых характеристик экзопланет земного типа у звезд типа Солнца. Спутник будет запущен в 2027 году. На нем будет работать батарея из 26 12-сантиметровых камер. Ожидается, что количество открытых планет превысит 10 000.
Кроме того, будет получена большая информация по звездам (в том числе о тех, вокруг которых вращаются экзопланеты) методами астросейсмологии.
Как всегда, большое описание нового аппарата содержит и хороший обзор состояния дел в профильных областях исследований.
В Архиве появилось несколько статей с описание приборов, режима работы и научных задач спутника BHEX (Black Hole Explorer). Это проект малого инструмента (SMEX), который будет подан на соответствующий конкурсный отбор в NASA в 2025 г. Планируемый запуск (если спутник одобрят, что не сказать что очень вероятно) - 2031 г.
По своей конструкции и параметрам BHEX - маленький Миллиметрон (Спектр-М). Но в отличие от Миллиметрона у него есть шансы полететь и заработать.
Основное зеркало имеет диаметр 3.5 метра. Рабочих частот две: около 100 ГГц и около 300 ГГц. Детекторы работают в криогенном режиме. Сброс данных на землю - лазерным лучом. Основная задача - работа в интерферометрическом режиме вместе с наземными телескопами. Основные цели - фотонные кольца SGr A* и M87.
В участии в проекте очень заинтересована Япония. Поэтому несколько статей написано учеными из это страны, см., например, arxiv:2406.09516.
Инструмент может работать и не в интерферометрическом режиме. И задачи у него не ограничиваются изучением пары сверхмассивных черных дыр. Но все-такии самое важное - рассмотреть в деталях окрестности M87 и Sgr A*. Хватит ли этого, чтобы спутник одобрили? Не знаю.
Самое базовое описание проекта дано в статье arxiv:2406.12917. Стоит посмотреть на рисунок 2, где сравниваются различные наблюдательные проекты.
В Архиве появилась большая подборка статей из специального номера Astronomy and Astrophysics с первыми результатами спутника Евклид. Первая статья в этой серии, как полагается, содержит подробное описание самого спутника и ключевых научных задач. В первую очередь, задачи космологические. Во вторую - внегалактические. Но запланировавны и исследования экзопланет, и изучение объектов Солнечной системы, поскольку спутник-то обзорный (14000 квадратных градусов) ,а потому видит много разных объектов.
Детальное описание проекта гравитационно-волнового детектора на Луне. Идея состоит в регистрации отклика Луны (вибрации) на гравитационные волны. Такой детектор обладал бы хорошей чувствительностью в диапазоне частот от 1 до 0.001 Гц, который не перекрывается другими экспериментами. А тут есть на что посмотреть! (Заметная часть статьи посвящена как раз многочисленным научным задачам.)
Идея состоит в размещении системы из нескольких сенсоров в одном из полярных кратеров, куда не попадает солнечный свет, что создает идеальные криоусловия. Сейсмологическая "тишина" Луны позволяет проводить наблюдения в диапазоне частот, недоступном на Земле.
Большой обзор по проекту космического лазерного интерферометра LISA. Описан сам проект, его научные задачи, что сделано и тп. В общем, все, что хочется знать без мелких технических деталей (иначе 155 страниц не хватило бы).
Обзор понемногу охватывает разные аспекты (и проекты) исследования реликтового космологического микроволнового фона. Акцент сделан на поляризационные наблюдения, поскольку в конце концов авторы приходят к описанию следующего большого космического проекта по исследованию реликта. Это японский спутник LiteBIRD, который должен быть выведен на орбиту в 2032 году. Аппарат должен составить полную карту поляризации реликтового излучения. Вместе с наземными телескопами LiteBIRD может наконец-то обнаружить сигнал, связанный с первичными гравитационными волнами.
Да-да! Лес в качестве детектора нейтрино. Тау-нейтрино, если быть точнее.
Идея состоит в регистрации радиоизлучения. Представьте, тау-нейтрино прилетает с направления слегка под горизонтом. В земной коре нейтрино порождает тау-лептон. Он вылетает в атмосферу. Распадается и порождает атмосферный ливень (частиц, а не дождя). И частицы ливня испускают радио, которое мы и хотим регистрировать.
Сама идея давняя. Строятся установки, основанные на этом принципе. Идея, конечно, ставить много антенн для низкочастотного радиосигнала. А что если .... антенны уже стоят?
Дерево - вполне себе антенна. Плохонькая, зато уже есть и экологически чистая. Вот автор и предлагает оснастить деревья электроникй - и вперед!
Как минимум, было бы неплохо насадить много деревьев хотя бы с такой нестандартной мотивацией.
Отличный обзор по ELT. Описана конструкция телескопа, ключевые инструменты, которые будут на нем работать на первом этапе и, конечно, научные задачи.
Описан проект аппарата, который будет из точки Лагранжа L1 искать в ИК диапазоне околоземные астероиды и тп. объекты. Целью является обнаружение 90% объектов с эффективным диаметром более 140 метров, орбиты которых пересекаются с земной.
Планируется запустить 50-сантиметровый телескоп с пассивным охлаждением. Гарантированный срок работы - 5 лет. Планируемый - 12 лет.
В статье описан и сам аппарат (в общих чертах), и программа наблюдений.
Рассматриваются различные варианты рентгеновских наблюдений с поверхности Луны. Это могут быть длиннофокусные инструменты, интерферометры, а также наблюдения покрытий. Идеи интересные, но кажется, что в обозримом будущем все-таки будут наблюдать с орбиты.
Основная суть статьи - описание проекта инструмента, который позволит с помощью телескопов нового поколения (ELT, GMT) напрямую регистрировать кислород в атмосферах близких (в том числе и не транзитных) планет. Основная цель - Проксима Центавра b.
Кроме этого, в статье описываются параметры уже существующих инструментов и различные методики наблюдений.
Авторы перечисляют некоторые проекты оптических наблюдений с поверхности Луны, а также обсуждают ряд научных задач, которые можно решать с помощью таких инструментов.
Вряд ли хоть что-то будет реализовано в обозримом будущем - потому что очень дорого, а научный выход не столь уж впечатляющий (ну или фантастически дорого и сложно, чтобы достичь впечатляющих результатов в духе определения высоты гор на экзопланетах). Но все равно интересно - будит фантазию.
Телескоп имени Роман (ранее известный как WFIRST) - это следующий большой (но не слишком) проект NASA. Зеркало 2.4 метра (как у Хаббла). Запуск в 2027 году. Принципиальное отличие от Хаббла - возможность использовать широкое поле зрения. Поэтому одним (из двух) инструментов является камера широкого поля. Ожидается, в частности, что будет много интересных детектирований микролинзирования, что позволит обнаружить много крайне любопытных объектов. А вот второй инструмент, наоборот, будет работать в очень узком поле по индивидуальным объектам. Это коронограф (и связанный с ним спектрограф). Вот о коронографе и рассказано в статье.
Важная задача - оттесттировать в реальной работе (включая результаты) много всего, что будет полезно для нового мегаинструмента, который придет на смену JWST уже в 40-е гг. Аналоги Земли на WFIRST не обнаружить, а вот увидеть аналоги Юпитера - можно. Кроме того, есть много важных задач по исследованию пылевых околозвездных дисков.
Заметка довольно инженерно-техническая, но научные задачи и ожидаемые результаты тоже кратко приведены.
Большой обзор по работе IPN - Interplanetary Network. Напомню, что идея, которую реализовали уже в 1970-е гг., состоит в следующем. На разных аппаратах, бороздящих просторы Солнечной системы, ставятся небольшие гамма-детекторы. Индивидуально у каждого прибора плохое угловое разрешение. Но за счет того, что детекторы сильно разнесены, совместная обработка позволяет очень точно определять координаты источника, если есть хотя бы три независимых регистрации. С помощью такого подхода удавалось хорошо определять координаты гамма-всплесков (правда, не быстро, поэтому прорыв ыл достигнут другим методом), а также определять координаты первых магнитаров. Обо всем этом рассказано в обзоре, включая историю вопроса.
Однако цель не только и не столько обозреть поле деятельности (достижения и историю). Дело в том, что в настоящее время ставить небольшие гамма-детекторы в качестве дополнительно нагрузки на межпланетных станциях стало нетипичным. Поэтому сейчас IPN не так эффективна, как раньше. Скажем, НАСА не ставила такие детекторы на межпланетные аппараты с 1990 г., когда был запущен Улисс. Соответственно, авторы показывают значимость и эффективность IPN, чтобы вернуться к хорошо зарекомендовавшей себя практике.
В Архиве появляются white papers, в которых обсуждаются различные идеи по поводу ключевых научных задач телескопа Роман. Напомню, что это 2.4-метровый космический телескоп, который в скором времени должен быть выведен на орбиту (2027 год, скорее всего). В сравнении с Хабблом у него большое поле зрения, т.е. он несколько "обзорный". Многие ключевые задачи связаны с наблюдением гравитационного линзирования (и фотометрического, и астрометрического). В данной статье обсуждается, как лучше этими методами искать одиночные черные дыры звездных масс и измерять их характеристики.
Поиск черных дыр не относится к числу самых первоочередных задач инструмента. А вот поиск одиночных объектов планетных масс - относится. Поэтому пока многие аспекты наблюдательной программы оптимизируют под панетные поиски. В данной статье авторы обсуждают, что можно увидеть в рамках программы наблюдений, оптимизированной под поиск тел планетных масс, и как можно модернизировать программу, чтобы получить больше данных по черным дырам. Если будут сделаны небольшие изменения в программе обзора балджа Галактики, то можно ожидать обнаружения сотен одиночных черных дыр (и десятков нейтронных звезд). Это, конечно, было бы важным результатом.
С одной стороны, это вполне официальный документ. С другой - это понятное описание проекта гравитационно-волновой антенны следующего поколения с описанием научных задач данной установки.
Речь идет о проекте Cosmic Explorer, который должен прийти на смену LIGO во второй половине 2030-х гг. Планируется снова сделать две антенны. Но теперь размеры плеч интерферометров будут 20 и 40 км вместо 4 км у LIGO. Все это позволит и увеличить чувствительность, и расширить частотный диапазон. Без этого не обойтись, поскольку потенциал для апгрейда LIGO не бесконечен, и к середине 2030-х гг. он будет исчерпан.
Проект дорогой по меркам наземных установок. Уже сейчас речь идет о бюджете 1.6 млрд долларов. Практика показывает, что по мере строительства и создания аппаратуры стоимость возрастает. Тем не менее, учитывая, что речь об уникальной установке, которую потом можно апгрейдить и эксплуатировать несколько десятилетий, все это не выглядит чрезмерным.
Появилось сразу три большие статьи, в которых представлен проект небольшого космического ультрафиолетового телескопа: Quick Ultra-Violet Kilonova surveyor - QUVIK. Если проект будет одобрен, то это будет первый чешский космический телескоп. Наблюдать он должен в УФ с помощью 33-сантиметрового телескопа. В статьях дано и описание проекта, и его научные задачи. Именно темам и объектам исследований уделено особое внимание.
Описан проект Cherenkov Telescope Array, который скоро должен вступить в строй, а также его научные задачи и его возможности.
Ожидается, что инструмент будет работать в очень широком диапазоне: от 20 ГэВ до 300 ТэВ. Будет две установки - в северном (Канары) и южном (Чили) полушариях, - поэтому будет доступно все небо. Проект будет работать как открытая обсерватория. Т.е., данные будут доступны всем.
Первые телескопы для северной установки уже изготовлены.
Как уже неоднократно говорилось, будущие системы навигации на космических аппаратах, "бороздящих просторы Солнечной системы", будут основаны не на звездных датчиках, а на рентгеновских наблюдениях радиопульсаров. Это позволяет сделать систему автономной, определяя не только ориентацию аппарата, но и его скорость. Тесты таких стсем уже активно проводятся. В первую очередь, этим занимается китайское агентство. Во вторую - НАСА. Европейское космическое агентство точно вело активные разработки.
В статье дается обзор современного состояния дел и перспектив в этой области.
Кроме описания непосредственно систем рентгеновской навигации авторы понятно и довольно подробно описывают многие важные элементы рентгеновской астрономии (оптика, детекторы и т.п.). Так что, обзор рекомендуется к прочтению (некоторые совсем технические части можно, по желанию, пропускать).
Успешные наблюдения на EHT способствуют тому, что рассматриваются перспективы развития данного проекта. И совершенно очевидно, что эта программа будет развиваться. В статье представлены ключевые научные задачи будущих наблюдений на ngEHT.
Авторы представляют довольно амбициозные планы. Так например, начинают они с тем, связанных с фундаментальной физикой. Скорее всего, тут дело обойдется верхними пределами. Зато астрофизические задачи более реалистичны. В частности, поскольку доступными для наблюдений станут не только М87 и черная дыра в центре Галактики, можно будет сказать кое-что новое об эволюции сверхмассивных черных дыр благодар тщательному изучению нескольких представителей. Разумеется, много нововго можно будет узнать о физике аккреции и о джетах.
Статья интересна не только в смысле обсуждения планов конкретного наблюдательного проекта, но и в смысле важных задач, которые можно в той или иной степени решить в обозримом будущем (не только благодаря ngEHT). Кстати, по сверхмассивным черным дырам можно порекомендовать свежий большой обзор: arxiv:2304.11541.
В статье описан спутник ULTRASAT и его научные задачи. Этот аппарат делает Израильское космическое агентство. Запуск назначен на 2026 г. На спутнике стоит 33-сантиметровый УФ телескоп с широким полем зрения (чуть более 200 квадратных градусов). Что интересно, спутник будет работать на геостационарной орбите. Основная рабочая программа - обзор для поиска транзиентов и алертные наблюдения. Аппарат обладает рядом рекордных характеристик и отлично дополнит наземный LSST. Программа наблюдений рассчитана на три года. Спутник может проработать и дольше, но его активная работа ограничена запасами пропеллента на борту.
Описан рентгеновский телескоп Xtend для проекта XRISM. Ожидается, что он будет запущен в ближайшие месяцы. Статья очень техническая. Так что массовому читателю она, наверное, не нужна и неинтересна. Но вообще, важно, что есть четкое описание параметров нового хорошего инструмента.
См. также arxiv:2303.07577, где описан следующий большой японский рентгеновский телескоп FORCE. Как ожидается, он отправится на орбиту в 2030е гг.
По объему это практически книга. Здесь детально сравниваются разные варианты дизайна европейского гравитационно-волнового телескопа следующего поколения (в первую очередь сравнивается дизайн в виде треугольника с вариантом, состоящих из двух разнесенных детекторов, имеющих, как сейчас LIGO и VIRGO, форму буквы L). Но перед этим рассматривается астрофизическая часть (типы источников и их параметры) и ключевые научные задачи.
Чтобы съэкономить время, можно прочесть введение и раздел 8. Это даст достаточно полное представление об основных выводах.
Сейчас базовой конфиурацией телескопа Эйнштейна является треугольник со сторонами 10 километров. Авторы показывают, что два обычных L-детектора с плечами по 15 км будут заметно лучше практически для всех приложений. А вот один L-образный 20 км детектор будет хуже. Кроме того, авторы указывают, что настоящий рывок возможен, если у детекотров (не важно какой конфигурации) будет дополнение в виде криогенного детектора для низких частот.
Резюмируя, не очень понятно, как будет выглядеть телескоп Эйнштейна и когда он будет построен. Это довольно досадно, потому что и пятый сеанс научных наблюдений на LIGO/VIRGO/KAGRA/LIGO-India уже не за горами. И после него без новых детекторов прогресс в этой области может сильно замедлиться. Американцы со своим Cosmic Explorer тоже не очень торопятся (по плану это два L-образных детектора с плечами по 40 км у одного и 20-км у другого). Разумеется, создание разных детекторов хорошо синхронизовать, поскольку видно, что как сеть такие устройства работают более эффективно. Однако вряд ли такая сеть заработает хотя бы в следующем десятилетии....
Как неоднократно говорилось, будущее космической навигации - это пульсары. Речь идет о рентгеновских наблюдениях радиопульсаров. Такие системы позволяют определять положение и скорость без связи с Землей. Прототипы испытываются ведущими космическими агентствами. В статье представлена европейская разработка.
Масса комплекса всего 6 кг и потребляет он 20 Вт.
Через три года на Луне появится прототип низкочастотного радиотелескопа. Это проект NASA - LuSEE, ему и посвящена небольшая статья. Наблюдения будут проводиться на обратной стороне на частоте 50 МГц. Низкочастотные радиотелескопы на обратной стороне Луны - это, пожалуй, самое разумное использование нашего естественного спутника как астрономической наблюдательной площадки. Если прототипы отработают успешно, то к середине века можно рассчитывать на появление на Луне крупных радиотелескопов, работающих на низких частотах, наблюдать на которых с Земли (или из ближнего космоса) трудно из-за шумов, связанных с земной магнитосферой.
Через три года будет запущен интересный ультрафиолетовый спутник. Его основное отличие - большое поле зрения. Т.е., он предназначен для обзоров. Время запуска выбрано не случайно. Будет работать LSST, будет идти пятый научный сеанс гравитационно-волновых антенн. Конечно, будут работать и многие другие обзорные проекты (например, в радио). Дополнить это все хорошим новым ультрафиолетовым детектором крайне важно. Так что научные задачи продуманы хорошо. С технологиями тоже все ОК. В статье описано устройство аппарата и ожидаемая чувствительность.
Появилась серия статей, основанных на большом обзоре, появившемся в Архиве в самом конце прошлого года: arxiv:2112.05153. В них описывается проект новой большой миссии к Венере, призванный ответить на вопрос о существовании там жизни (как все помнят, интерес к этой теме воскрес после результатов по фосфину и последовавшей за этим дискуссии).
В первой статье дана самая суть: какие задачи миссия призвана решить и какими методами. В последующих статьях детально рассматриваются отдельные технические вопросы.
Очередная глава книги о рентгеновской оптике. На этот раз речь идет о перспективном подходе, который много лет, как на слуху, но пока ни один прибор, созданный на основе этой технологии, не дает данных. Зато в ближайшие годы ожидается прорыв.
На борту BepiColombo есть детектор (для исследования Меркурия, разумеется). Но его включат через несколько лет, когда начнется выполнение программы по детальному изучению ближайшей к Солнцу планеты. Еще несколько инструментов - на этот раз уже астрофизических, сделаны и ждут своего запуска. Они стоят на спутниках SVOM, Einstein Probe, SMILE. Их вывод в космос намечен на 2023-2025 гг.
Особенностью технологии Lobster Eye является широкое поле зрения при наличии фокусировки рентгеновских лучей. КОнечно, такие картинки, как у Чандры не получишь, но и задачи у инструментов с "глазом омара" совсем другие - обзорные. Так что возможности рентгеновской астрономии в ближайшие годы должны возрасти.
Проект Аргус - это интересная установка из 900 маленьких телескопов, установленных на единой монтировке. Вместе они образуют 5-метровый телескоп, покрывающий 8000 квадратных градусов матрицами с общим число пикселей около 55 миллиардов. Основная особенность проекта - колоссальный объем получаемых данных. Хранить их все для офф-лайн обработки невозможно. Поэтому нужно сразу использовать эффективные алгоритмы. Этому в основном и посвящена статья (хотя также описана и конструкция инструмента, которая весьма оригинальна).
Ожидаемая дата создания проекта не называется, но вскоре должны сделать прототип из 38 телескопчиков.
Описан проект километрового низкочастотного (3-30 МГц) радиотелескопа, который хотелось бы установить в кратере на обратной стороне Луны. Телескоп - параболический рефлектор. Основная идея - изучение (в смещенной линии 21 см) молодой вселенной на красных смещениях порядка 100). Это рассказало бы нам, какими были флуктуации плотности в ту эпоху, когда еще не было ни звезд, ни галактик.
В этой книге (323 страницы!) детально рассмотрены научные задачи космического лазерного интерферометра для регистрации гравитационных волн. Если кто-то думает, что эта история только про черные дыры больших масс, то он плохо думает за LISA!
Разные главы написаны разными группами экспертов. В целом же получается отличное описание того, что можно получитьс помощью космических гравитационно-волновых детекторов (так что многое приложимо и к японскому Decigo, и к китайским Taiji и TianQin, хотя некоторые параметры у них заметно отличаются).
В Архиве появилось множество публикаций со Snowmass2021. В основном это т.н. White Papers, т.е. это статьи, в которых обсуждаются перспективы исследований в контексте создания новых инструментов, установок и тп. Легко вывести все соответствующие статьи, поискав на Snowmass2021. Здесь же я упомяну одну, потому что рассказать обо всех невозможно.
Речь идет об исследованиях темного вещества. Вообще, Snowmass2021 это про астрофизику в контексте astroparticle physics и тп. направлений исследований. Рассказано не только (да и не столько) о планируемых установках по прамой регистрации частиц темного вещества, но и про наблюдения в электромагнитном диапазоне, а также про гравволновые наблюдения. Так что рассказ идет о том, как из самых разных наблюдений (в основном на новых или пока только проектируемых установках) можно что-то вытаскивать про свойства темного вещества (от получения распределений масс гало до косвенной регистрации частиц).
Европейско-японская миссия летит. Исследования начнут в 2025. А в статье дан обзор того, что мы знаем о Меркурии и среде вокруг, какие есть нерешенные проблемы, и, наконец, как БепиКолобмо будет все это исследовать.
Пока у нас на МКС снимают кино (а при этом все откладывается реализация нескольких интересных астрономических проектов, разработанных в российских институтах для МКС), китайцы собираются в 2024 г. запустить 2-метровый орбитальный телескоп Xuntian, который будет летать неподалеку от китайской станции и периодически к ней приближаться или пристыковываться для апгрейда.
Статей по этому проекту в Архиве немного. Я нашел всего две в прошлом и одну в этом. Данная статья - четвертая. И ни одна не посвящена детальному описанию инструмента, а лишь разным аспектам научной программы. В данном случае речь идет о фотометрических красных смещениях.
Вообще, телескоп в основном и имеет фотометрические задачи (как,к стати, и один из российских проектов для МКС, который, полагаю, можно считать благополучно похороненым). Инструмент имеет довольно широкое поле зрения и будет работать в диапазоне от ближнего УФ до ближнего ИК. Т.е., фотометрических данных будет много (больше десятка полос), что позволит решать многие задачи. Планируется, что лет за 10 наблюдений (напомню, что телескоп можно будет ремонтироватьи апгрейдить, Хаббл в таких условиях уже четвертый десяток разменял) инструмент с высоким угловым разрешением детально отнаблюдает почти половину небесной сферы - 17500 квадратных градусов.
В статье собственно, анализируется, с какой точностью по многополосной фотометрии будут определяться красные смещения. В основном наблюдаться будут галактики на z~1. Для них точность будет порядка 0.015.
Ожидается, что в 2030-е гг. будет реализовано несколько проектов космических лазерных интерферометров для регистрации низкочастотных гравитационных волн. Это, конечно, европейская eLISA, а вдобавок два китайских и японский проект. Все они немного да различаются (а иногда отличаются и довольно сильно). В статье описаны два китайских проекта: Taiji и TianQin.
Обзор чисто описательный, почти популярный. В частности, описаны проведенные и планируемые тесты, включая запуски спутников для проверки работы отдельных компонент и технологий.
Описано устройство, цели, состояние и планы нейтринной установки на Байкале. Сейчас объем детектора соответствует 0.4 куб км. Создание началось в 2016м. В год добавляли обычно по новому кластеру тросов с фотодетекторами. Сейчас и уже 8. За следующие три года добавят еще 6 кластеров. Это позволит установке оставаться крупнейшей в Северном полушарии (в южном есть IceCube).
В отчете анализируется, как появление больших группировок спутников на низких околоземных орбитах может повлиять на астрономические наблюдения. Важно исключить очень яркие спутники, а также наладить четкое информирование об орбитах этих аппаратов.
См. также статью тех же авторов arxiv:2108.04005.
Телескоп Роман был ранее известен как WFIRST. Это следующий (после JWST) космический телескоп NASA. Его разработка по сути закончена, фактически идет создание инструмента. По многим параметрам он будет и лучше Хаббла, и лучше Вебба. В частности, там будет интересная система масок для коронографа. Вот об этом и идет речь в статье.
После открытия двух межзвездных объектов в Солнечной системе началось обсуждение вариантов космических проектов по исследованию таких объектов. Ожидается, что уже LSST сможет эффективно обнаруживать такие тела на подлете.
Один из обсуждавшихся подходов предполагает разработку миссии, ее создание в виде "полуфабриката", хранение спутника до момента обнаружения подходящего объекта, а затем - быстрая сборка спутника и старт. В данной стстье предлагается другой вариант.
Идея в запуске спутника на орбиту с полуосью 0.2 а.е. Там спутник ждет. А когда открывается подходящий межзвездный объект,то раскрывается солнченый парус - и "на всех парусах".
Если я верно понимаю, недостатком такого подхода будет то, что при дешевом варианте миссии исследовать межзвездное тело можно будет только с пролетной траектории.
Ясно, что просто там ни жизнь на Марсе не найти, ни даже следы прошлой жизни. Надо углубляться. Поэтому рано или поздно надо будет бурить или лезть в пещеры. Вот о проекте такой миссии и идет речь в короткой заметке.
Разумеется, миссия получается интересная и дорогая.
Ясно, что просто там ни жизнь на Марсе не найти, ни даже следы прошлой жизни. Надо углубляться. Поэтому рано или поздно надо будет бурить или лезть в пещеры. Вот о проекте такой миссии и идет речь в короткой заметке.
Разумеется, миссия получается интересная и дорогая.
Авторы подробно разбирают, почему надо на месте разрушенного телескопа построить новый инструмент. Предполагается, что новая установка, как и старая, будут работать не только во благо изучения дальнего космоса, но и как мощный радар (для изучения тел Солнечной системы, а также для отслеживания космического мусора), а кроме того, изучать ионосферу, межпланетную плазму и т.п.
Учитывая, что новые радиотелескопы все равно будут строить, идея создать инструмент на месте разрушенного имеет много плюсов.
В статье перечисляются основные научные задачи и дается мотивация для постройки нового инструмента (технические вопросы рассматриваются, но без деталей). Цена вопроса - полмиллиарда. В общем - не так уж и много. Примерно, как два фильма из серии "Пираты Карибского моря".
В Архиве появилось несколько статей, в которых описываются строящиеся для ELT инструменты. Данная статья является вводной. Здесь очень кратко описаны, какие инструменты разрабатываются и для каких целей.
В статье описаны будущие наблюдения экзопланет на космическом телескопе им. Роман (бывший WFIRST) с дополнительным экраном (см. также arxiv:2101.01272).
Напомню, что телескоп Роман - это 2.4 метровый космический телескоп с коронографом. У него много задач, включая исследования экзопланет разными способами (например, с помощью микролинзирования). Но программа может быть существенно дополнена, если будет запущен еще один аппарат. Это гигансткая "заслонка" сложной формы. При правильном взаимном расположении она будет экранировать свет звезды, позволяя в деталях рассмотреть ее окрестности. В частности, можно будет получать хорошие спектры экзопланет. В том числе - похожих на Землю и находящихся в зонах обитаемости вокруг звезд типа Солнца. Но, разумеется, технически это сложная задача,и в статье обсуждаются всякие детали.
Во-первых, телескоп не слишком большой. Это позволяет исследовать лишь окрестности близких звезд (до 10 пк). Кроме того, есть ограничения по взаимному положению двух аппаратов и Солнца. В результате, планы включают лишь пару десятков систем (10 планет типа Земли и 10 планет-гигантов, у которых хочется в деталях разобраться с составом атмосферы). Дальше, ресурс у Роман не слишком большой - лет пять. "Заслонку" если и пошлют - то не сразу. Т.о., в планах лишь пара лет совместных наблюдений. Экран надо будет перемещать на большие расстояния. Это приводит к серьезным требованиям к двигательной установке, запасу топлива и т.д. В общем, сложностей хватает. Тем не менее, это один из инструментов, который имеет шансы обнаружить жизнь за пределами Солнечной системы. Работа пока планируется на самый конец 2020-х гг.
Кубсаты, видимо, будут все активнее использоваться в астрофизике. Это довольно дешевые решения, а для многих научных задач не нужны большие дорогие аппараты. В частности, это верно для поиска гамма-транзиентов.
HERMES - итальянский проект. Идея состоит в использовании созвездия нано-спутников (по три куб-юнита в каждом) для поиска ярких гамма-вспышек. В Архиве появилась серия статей, посвященных прототипам: HERMES-TP и HERMES-SP.
Диапазон энергий 50-300 кэВ. Авторы в качестве основной задачи говорят о наблюдениях гамма-всплесков, в том числе в связи с развитием гравитационно-волновой астрономии. Странно, что вспышки магнитаров вообще не упомянуты, хотя такие аппараты могут их видетбь (не все, конечно, но тем не менее).
Ожидается, что шесть спутников будут выведены на низкую орбиты (LEO) в 2020 году.
После успеха STARE2 - дешевой установки из четырех простеньких радиодетекторов, - появляются планы сделать аналог, но чуть получше. Новый проект называется GReX (Galactic Radio Explorer). На первой фазе это будет сеть примерно такого же размера в США, только чувствительность будет выше, и будет охвачен более широкий частотный диапазон. На втором этапе расширится американская сеть, а также появятся детекторы в Индии и Австралии, чтобы иметь постоянный окхват всего неба (первый вариант охватывает что-то вроде четверти северного неба).
В статье обсуждается и устройство инструментов, и научные задачи (это не только FRB И всплески магнитаров, но еще, например, гигантские импульсы радиопульсаров и некий особый класс солнечных радиовспышек), и ожидаемый темп регистрации (тут, правда, можель, на мой взгляд, слишком простенькая).
В небольшом обзоре авторы обсуждают, как использование недорогих мелких космических аппаратов сможет помочь развитию наблюдательной астрономии.
Собственно, содержание довольно банальное. Перечисленны основные аргументы, почему все это нужно и полезно. А далее просто перечисляются различные проекты. Тем не менее, хорошо, что суммировано в одном месте. Также интересно описание уже успешно работающих кубсатов для демонстрации эффективности тех или иных технологий, важных для астрономических наблюдений.
Антарктида уже давно признана как отличное место для астрономических наблюдений. Правда, есть и проблемы: далеко, холодно, не видны геостационарные спутники. Тем не менее, разные страны развивают множество проектов в области наблюдательной астрономии в Антарктиде: IceCube, SPT, BICEP, ....
Китай активно осваивает в Антартиде площадку Dome A (Argus). В том числе, там устанавливается много астрономического оборудования. В обзоре достаточно детально все описано. Проектов много, но по большей части они небольшие, и каких-то сногсшибательных результатов от них ждать не стоит. Но виден очень мощный прогресс. Так что следующие проекты могут быть уже весьма значимыми.
В статье кроме того описаны астроклиматические данные.
Небольшой обзор по черенковским нетринным детекторам (установки другого типа не рассматриваются).
Описаны общие приницпы работы, действующие установки (IceCube, ANTARES, Baikal) и будущие проекты.
Спутник Solar Orbiter был запущен в начале этого года. В статье дается полный обзор научных задач и планов, а также описание инструментов и первые данные о том, как они функционируют. Главные задачи связаны с изучением солнечного ветра, солнечной активности, короны и солнечного динамо. Спутник должен отработать минимум 10 лет. Последние три года основной программы будут посвящены наблюдениям полярных областей Солнца (спутник уйдет от плоскости эклиптики более чем на 30 градусов).
На спутнике установлено несколько инструментов, работающих в жесткой части спектра, а также детекторы частиц.
В феврале запустили новый крупный аппарат для исследования Солнца - Solar Orbiter. В статье представлена программа научных исследований с помощью этого спутника.
На борту установлено много всякой аппаратуры. Также аппарату выбрали довольно нетривиальную орибту (спутник будет подходить ближе 0.3 а.е. к Солнцу и поднимать до 17 градусов над плоскостью эклиптике в ходе основной миссии; затем, если программа будет продолжена, орбита станет еще более интересной), позволяющую проводить очень разносторонние исследования.
Надо сказать, что статья слегка занудная с точки зрения стороннего читателя. Т.е., это не полупопулярное представление программы, а текст, написанный для специалистов. Тем не менее, именно так и надо четко описывать что, для чего и как.
Совсем коротенькое описание нейтринного детектора Гипер-Камиоканде. Важно, что в этом году уже началось его строительство, а запустить планируют в 2027.
Статья из серии "мечтать не вредно". В самом деле, мечтать не вредно, а интересно. Авторы задаются вопросом, какой инструмент нужен... (ну в общем, как в заголовке). Ответ: стометровый ИК телескоп на Луне. Конечно, мы все понимаем, что в ближайшие полвека уж точно ничего такого не будет, а что там получится к концу 21-го века предугадывать трудно. Но интересно.
Авторы предлагают целевой, а потому недорогой (относительно, конечно), детектор гравволн, настроенный на высокие частоты, чтобы изучать свойства нейтронных звезд. Существенно, что детектор рассматривается именно как часть сети, куда войдут модернизированные LIGO и VIRGO, KAGRA, а также новые детекторы третьего поколения.
С некоторой точки зрения, это не совсем астрономический прибор. И дело даже не в том, что его результаты представляют большой интерес для ядерной физики. Дело в подходе, когда создается достаточно крупная установка под практически единственную задачу (т.е., это не Хаббл, который куда хочет - туда смотрит, а БАК, предназначенный исключительно для поиска бозона Хиггса - а дальше, как повезет). Тем не менее, идея интересная.
Речь все равно идет о 4-километровом лазерном интерферометре. Однако, поскольку можно отказаться от высокой чувствительности на низких частотах, можно, соответственно, не использовать некоторые дорогие технологии, сконцентрировавшись лишь на тех, что важны для килогерцовой части спектра. При этом по чувствительности на килогерце детектор сравним с установками третьего поколения. В рассматриваемых в статье примерах интерферометр находится в Австралии.
Авторы полагают, что они могут вписаться в бюджет 100 млн долларов, и при этом отработать на новом детекторе технологии, необходимые для установок третьего поколения (там бюджет уже миллиардами измеряется). Если это и в самом деле так, то идея прямо очень интересная.
Близится очередной Decadal Survey по Солнечной системе. Речь идет о программах исследований на 2023-2032 годы. В связи с этим в Архиве появляется масса коротких (8010 страниц) полупопулярных white papers, продвигающих тот или иной проект или область исследования.
В данной очень короткой заметке популярно суммированы ключевые задачи, которые может выполнить космический аппарат для изучения спутников Урана. Запуск в первой половине 30-хх гг. позволит эффективно использовать гравитационный маневр в поле Юпитера, чтобы сократить время полета.
Существенно, что перечисляемые задачи авторы пытаются помещать в некий общий контекст (происхождение тел Солнечной системы, поиски жизни и т.д.), хотя, на мой взгляд, получается не слишком убедительно (конечно, не само по себе, а при сравнении с альтернативными проектами исследования других объектов, и учитывая стоимость проекта). Но все равно интересно.
Также в отдельной заметке описывается важность большой миссии к ледяным гигантам, но уже с целью исследования самих планет и их атмосфер: arxiv:2007.11063.
Отмечу также статью про исследования Меркурия с помощью посадочного модуля: arxiv:2007.09735.
Виртуальность тут состоит в том, что оптика и регистрирующая аппаратура стоят на двух разных спутниках. За счет использования линзы Френеля авторы рассчитывают получить высокое разрешение в рентгеновском диапазоне, что однако требует высокой точности выравнивания двух аппаратов. Так что это во многом тестовая миссия, относящаяся к классу небольших спутников. Но если получится, то со временем .....
См. также вторую статью, посвященную этому же проекту: arxiv:2007.09287. В ней больше деталей, касающихся аппаратов и их работы. Спутники предполагается делать на основе КубСатов, но из довольно большого числа модулей (6 и 27).
Авторы предлагают довольно остроумную, хотя, кажется, все равно довольно бесполезную вещь.
Идея состоит в запуске ультралегкого (граммы) аппарата метрового размера из инновационного материала. Давление солнечного света сможет его достаточно разогнать, чтобы аппарат покинул Солнечную систему. Из "полезной" нагрузки можно поставить только маломощный лазер с батарейкой (предел по массе нагрузки - десятки грамм). Так что максимум, можно будет отслеживать траекторию объекта, пока батарейка не кончится. Авторы полагают, что это может быть полезно с точки зрения поиска "девятой планеты".
В общем, я бы сказал, что идея достаточно безумна, чтобы ее упомянуть. Стоимость проекта - десятки миллионов долларов.
Описан проект относительно небольшого спутника для изучения экзопланет. В этом году должен появиться очередной астрофизический Decadal survey, поэтому все активизировались в последние пару лет.
Идея состоит в спектроскопии высокого разрешения от УФ до ближнего ИК включительно для нескольких десятков близких ярких звезд (до 10 величины). Для этого все равно понадобится полутораметровое зеркало. Это позволит получать спектры, по которым можно обнаружить вариации лучевых скоростей, вызываемые планетами земной массы.
Разумеется, поскольку речь идет о телескопе, то у него будут возможности наблюдать и другие объекты,а аткже, получать дополнительную информацию при наблюдениях с целью изучения экзопланет. Здесь в первую очередь речь идет об изучении звезд вообще, и об об астросейсмологии, в частности.
Текста с картинками там всего полсотни страниц. Некоторые технические детали можно пропускать. Прочтите - довольно интересно. Но при том важно понимать, что есть и куча других интересных идей. И реализовать удастся лишь часть. Продвижение космических проектов в астрофизике - безумно конкурентная среда. Не зря, я думаю, эта группа придерживала архивную публикацию до дня, когда они выложили статью в Nature и кучу сопутствующих статей в разных журналах по AU Микроскопа. Это все помогает продвигать проект.
Описаны научные задачи нового рентгеновского спутника, который должен полететь в 2022 г. Это японский спутник, создаваемый при участии NASA (и немного - ESA). Основная фишка - высокоточные спектральные наблюдения. Чтобы сделать их возможными, на борту есть запас жидкого гелия. Именно он ограничивает основной срок работы - 3 года. За это время предстоит узнать много нового о скоплениях галактик, остатках сверхновых и компактных объектах. Но не только о них. Собственно, научным задачам и посвящена эта статья.
Описаны проекты пилотной миссии и стационарной системы по низкочастотным радионаблюдениям на обратной стороне Луны, а также их ключевые научные задачи.
Идея пилотной миссии довольно проста и интересна. Это не нечто на поверхности, а спутник на низкой орбите, который может наблюдать, пока находится с той стороны, а передовать - когда видит Землю. Разом решается много проблем, но ясно, что так большую антенну не сделать.
Идея миссии на поверхности также довольно интересна. Это низкочатсотные наблюдения, т.е. не нужна "чаша" или еще что-то такое. Надо, например, много проводов разложить. И будет ездить луноходик - маленький ровер, - который будет разматывать катушку каьеля, и так создастся антенна большой площади.
Основная задача - космология. Наблюдения сильно сдвинутого излучения, которое в оригинале было на 21 см, а также, возможно, сигналы от темного вещества. Вторичная задача - магнитосферы экзопланет.
Статья доступная и даже довольно красочная.
Очень кратко представлены основные цели и задачи в исследовании внешней Солнечной системы. Заметка написана в рамках подготовки к следующему десятилетнему обзору (decadal Survey). Напомню, что подобные книги раз в 10 лет издает каждый научный отдел НАСА, и они суммируют идеи научного сообщества по ключевым проектам на следующее десятилетие.
В основном речь идет об исследовании Урана и Нептуна, а также спутников с подледными океанами. Среди миссий приоритетом остается Европа Клиппер, но также проговаривается необходимость готовить миссию для полета к Нептуну.
Прямые поиски жизни в подледных океанах пока не предлагаются, но обращается внимание, что по этой теме надо готовить технологии и пытаться понять, что же мы хотим искать.
Описана амбициозная программа наблюдений пульсаров на новой системе радиотелескопов MeerKAT в Южной Африке. Идея состоит в детальных исследованиях 1000 пульсаров. Будут получены детальные профили, данные по поляризации и многое другое. Как полагают авторы, это поможет приблизится к пониманию ключевых деталей механизма излучения пульсаров. Программа ассчитана на 5 лет. Пока представлены первые результаты.
Очередное изложение проекта по осуществлению наблюдательной миссии, в рамках которой Солнце выступает в роли гравитационной линзы, и аппарат получает (очень сложным методом) изображение экзопланеты с высокой степенью детализации.
У проекта много проблем, и вряд ли он будет осуществлен в обозримом будущем. Во-первых, просто технически трудно получить сколь-нибудь приемлемое изображение. Во-вторых, аппарат должен находиться далеко - примерно в 700 а.е., - от Солнца. Это сразу все усложняет и удорожает. В-третьих, практически невозможно использовать аппарат для исследования нескольких целей. Поэтому, видимо, должно пройти несколько десятилетий, прежде чем что-то подобное можно будет попробовать усуществить. Но читать про это интересно!
В статье описывается новая установка для поиска радиотранзиентов. Она имеет низкую чувствиетльность, но очень большое поле зрения. Основная надежда - увидеть близкие FRB (в нашей Галактике или в одной из близких галактик на расстоянии до нескольких десятков МПк, если всплеск яркий). Конечно, могут и не увидеть, но впустую они работать не будут - есть всплески, связанные с Солнцем. Их они уже наблюдают (пока работает две станции из планируемых четырех) .
В статье описаны ожидаемые характеристики спутника CHEOPS в смысле собственно получения научных данных: точность фотометрии и тп.
Напомню, что CHEOPS имеет 30-сантиметровый телескоп. Его цель - высокоточная фотометрия звезд от 6 до 12 звездной величины, у которых уже зарегистрированы планеты методом измерения вариации лучевых скоростей.
Статья необходима всем, кто планирует использовать данные CHEOPS. Спутник начинает свою научную работу, которая продлится минимум до 2024 года.
Можно надеяться, что ближе к середине века появятся космические телескопы, способные достаточно подробно изучать свойства потенциально обитаемых планет. Разработки концепций таких инструментов активно велись последние лет 10-20. Вот некоторый итог.
Миссия HabEx - это 4-метровый телескоп в точке Лагранжа (L2). Предлагается оснастить его и коронографом, и экраном. Второе особенно сложно. Это должны быть 50-метровая конструкция, летающая в нескольких десятках тысяч километров от телескопа (!), и при этом должна быть достигнута точная соосность.
Конечно, проект крайне дорогой, поскольку в него заложено много новых технологий, которые пока не существуют. Оптимистично планируется, что речь идет о 2030х (причем, не о начале этого десятилетия).
Поскольку телескопы не слишком узко специиализированные инструменты, то HabEx будет применяться и для других уникальных исследований: экзопланеты не являются его единственной целью. Планируется, что телескоп будет чувствителен от ближнего УФ до ближнего ИК диапазона (примерно как Хаббл). В некотором смысле, миссия позиционируется как "новый Хаббл". Но в начале надо запустить JWST и WFIRST.
Подчеркну, что речь идет о проекте, который конкурирует с рядом других (о них в Архиве также появлялись 400-страничные обзоры см. в http://xray.sai.msu.ru/~polar/sci_rev/projects.html).
Телескоп Эйнштейна - это европейский гравитационно-волновой детектор следующего поколения. Пока он существует только в виде чертежей. В статье разбираются ключевые научные задачи для этого инструмента.
Прибор сможет регистрировать слияния пар черных дыр с массами от нескольких масс Солнца до нескольких сотен масс Солнца из самых далеких галактик, а слияния нейтронных звезд с z~(2-3).
Научных задач много (от астрономии до фундаментальной физики), однако никаких определенных сроков создания инструмента (равно как и его американских аналогов) пока нет. Желающие съэкономить время могут прочесть лишь введение (где описаны ожидаемые возмодности инструмента и дан необходимый background) и довольно развернутое заключение, в котором суммированы ключевые научные задачи и возможности.
Новые большшие космические телескопы вводятся в строй редко. Поэтому проекты тщательно прорабатывают: и с точки зрения научных задач, и с точки зрения технологий. К тому же, проекты выбираются в результате жесткого конкурсного отбора.
В 2021 должен полететь JWST. Затем - WFIRST (не раньше 2025). А что дальше?
В 2020 выйдет очередной Decadal survey по астрофизической тематике. Этот мегаобзор задает основные тренды в развитии американской астрофизики на десятилетие (напомню, что каждый из отделов NASA раз в 10 лет делает такие, т.е., еще они бывают по исследованиям Солнца и гелиофизике, изучению Солнечной системы и планетным исследованиям и, наконец, по изучению Земли из космоса; обзоры выходят, разумеется, не одновременно. Все они находятся в свободном доступе и их легко найти). В нем почти наверняка будет рекомендовано осуществить как минимум одну из четырех активно разрабатываемых сейчас миссий. LUVOIR - один из претендентов. Другому - Origins, - также посвящен только что вышедший отчет arxiv:1912.06213.
LUVOIR и Origins - прямые конкуренты. Будет осуществлено только один из двух проектов. Origins концентрируется на ИК наблюдениях, LUVOIR покрывает диапазон от УФ до ближнего ИК. Выбрать трудно, но выбирать придется.
Кратко описана новая китайская установка для исследования нейтрино. Установка многоцелевая: это и нейтрино от реакторов, и геонейтрино, и астрофизические нейтрино.
Строительство идет уже 4 года, проведено много всяких тестов оборудования. Ожидается, что научная работа начнется в 2021 году.
Лет 15 назад мне казалось, что вот-вот спутник, использующий атмосферу Земли в качестве детектора космических лучей сверхвысоких энергий, полетит и начнет сбор данных. Увы. Ждать еще минимум 10 лет. Пока же рассказывается о том, как прототипы работают на земле, летают на баллонах, устанавливаются на МКС. Но все это тесты и т.п.
Во второй раз китайское космическое агентство испытывает элементы наивгационной системы, основанной на рентгеновских пульсарах (речь идет не об аккрецирующих нейтронных звездах в двойных системах, а о рентгеновском излучение обычных одиночных пульсаров). Напомню, что идея появилась довольно давно (в США). Потом ее активно развивали немецкие специалисты для ESA. Ведутся работы и в России (в ИКИ). Первым полноценным испытанием был китайский спутник XPNAV1. Элементы системы также тестировались на МКС в проекте NICER (эксперимент SEXTANT). И вот еще один полет.
Спутник был запущен в 2017 г. Наблюдался только (!) пульсар в Крабе. Тем не менее, используя исключительно рентгеновские данные (с нескольких небольших инструментов на борту, удавалось достаточно хорошо определять положение и скорость аппарата на орбите.
Это описание важности исследования Нептуна и Урана с помощью космических аппаратов. Написано все в контексте подачи проекта большой (L-class) миссии в рамках программы Европейского космического агентства Voyage 2050. Разобраны основные задачи, стоящие перед таким проектом. Здесь важно как собственно исследование планет, так и понимание ранней эволюции СОлнечной системы, и конечно - углубление наших знаний о ледяных игантах вообще, что крайне важно в контексте изучения экзопланет, среди которых объекты, подобные Урану и Нептуну, составляют едва ли не большинство. Кроме того, описаны некоторые ключевые свойства ледяных гигантов и их спутников. Так что это еще и хороший обзор.
Авторы представляют концепцию относительно дешевого наземного оптического телескопа для наблюдения экзопланет.
Представьте себе радиотелескоп РАТАН-600. Ясно (и это постоянно используется при наблюдениях на нем), что вовсе не обязательно задействовать все кольцо - просто собирающая поверхность будет меньше. Теперь представьте себе тоже самое,но в оптике, и примерно такого же масштаба.
Авторы утверждают, что телескоп размером 100 на 2 метра (2 - "высота стенки") может быть построен уже в конце 20202х и будет стоить "всего" 150 млн. долларов. Не думаю, что прямо в 20-30-е гг. кто-то просится делать такие инструменты, но потом.... Кто знает? В любом случае интересный проект.
Еще один проект, представленный для рассмотрения в рамках создания очередного Decadal survey.
Астрономические наблюдения с поверхности Луны - не самая лучшая идея, если посмотреть на альтернативы. Однако есть по-крайней мере одна уникальная задача - это радионаблюдения на низких частотах с обратной стороны Луны. Там сложились совершенно уникальные условия в смысле низкого фона и шума. Соответственно, авторы представляют проект пилотной интерферометрической системы для подобной цели.
Представлен проект интересной миссии. Это гамма-спектрометр, предназначенный для изучения сверхновых типа Ia. Ключевая идея - спутник вращается вокруг Луны (и все время смотрит в е сторону). В результате источники периодически уходят за край лунного диска, а потом выходят. Это позволит точно локализовать источник.
Авторы полагают, что за три гоа полета можно изучить около ста сверхновых Ia в Мэвном гамма-диапазоне. Это довольно важная задача. Все технологии есть, аппарат довольно простой. Правда, конечно, доставка к Луне и работа оттуда - это довольно дорого. В итоге полные расходы по проекту могут потянуть на 300 млн. Учитывая некоторую монозадачность, я не думаю, что проект одобрят. Но кто знает!
Система черенковских телескопов (СТА) - это два комплекса наземных оптических телескопов разных размеров, предназначенных для ТТэВной гамма-астрономии. Один из них будет установлен в Испании (ЛА Пальма), а второй (более крупный) в Чили (рядом с Параналем). Работы уже идут. Особенность нового комплекса не только в большой собирающей площади, не только в широком спектральном диапазоне (20 ГэВ - 300 ТэВ), но и в способности быстро наводиться в нужную точку неба. Последнее обстоятельство позволяет эффективно использовать инструмент для наблюдения транзиентов: сверхновых, гамма и радио всплесков и т.д. Этому и посвящена статья.
О самой системе CTA см. arxiv:1907.08171 и arxiv:1907.08171.
В Архиве появилось несколько white papers, посвященных экзопланетным исследованиям. Они написаны примерно одной и той же группой (легко найти по первому автору). Выделим ту, что посвящено созданию интерферометрических систем в космосе.
Именно такие системы способны позволить получить прямые изображения планет земного типа в зонах обитаемости. При этом, конечно, они могут делать еще много полезных вещей в данной области исследований. Так что тематика важная. Но дорогая. Авторы обсуждают, каковы реалистичные перспективы. Они связаны с небольшими спутниками и использованием технологий, развиваемых в коммерческих целях.
К концу 2020 г. обещают новую радиосистему из сотни небольших антенн, способную локализовать с высокой точностью пару FRB в неделю. Пока полгода работал прототип из 10 антенн. FRB не увидели, но это было ожидаемо. Сейчас прототип снова в работе. Но ждем полной версии установки.
Обзор не слишком большой, поэтому он скорее широкий, чем глубокий. Обо всем по чуть-чуть. Интересно описание ближайших планов (какие установки заработают, какие задачи перед ними стоят и тп.). Так что можно сразу рассматривать таблицу на стр. 11.
В Архиве появилась пачка статей, посвященная новому наблюдательному проекту 4MOST. Это будет 4-метровый телескоп в Чили (на Паранале), предназначенный для спектроскопических обзоров. Цель - десятки миллионов спектров за 5 лет обзора. Планируется изучать и внегалактиечские объекты, и звезды нашей Галактики. Инструмент будет важным дополнением для новых космических проектов (Euclid, Plato, eROSITA, ...), а ткже для наземных (SKA, LSST, ...).
У телескопа будет большое поле зрения (4 квадратных градуса), и сразу можно будет получать около 2000 спектров.
Научную работу прибор должен начать менее чем через 4 года (в конце 2022-начале 2023).
Еще одна статья для Astro2020. На этот раз речь идет о том, как определить параметры планет по свойствам осколочных дисков, в которых они находятся.
Для этого понадобятся новые космические телескопы. JWST должен стать первым. А затем, как многие надеются, появится 9-метровый Origins.
В заметке кратко, но четко и понятно, описано, почему такие исследования важно проводить, что это нам расскажет о механизмах формирования планетных систем и т.д.
Кратко, понятно и достаточно исчерпывающе описан WFIRST - следующий после JWST (когда же он уже?) большой космический телескоп. Это инфракрасный прибор с 2.4-метровым зеркалом, обладащий широким полем зрения. Т.е., он прекрасно подойдет для глубоких обзоров, но вместе с тем, если все будет хорошо с коронографом, он сможет получать детальные изображения протопланетных дисков и изучать спектры экзопланет.
Небольшой содержательный обзор состояния дел в передовой оптической астрономии вообще, и американской - в частности. Навстречу очередному десятилетнему обзору (Decadal Survey), который выйдет в свет в 2020 г.
Перечислены и недавние достижения, и актуальные задачи, и проблемы и угрозы (например, связанные с дисбалансом в финансировании, который может возникать, если финансировать только крупные проекты, или только мелкие, игнорировать создание инструментов и развитие технологий или обучение специалистов новым методам).
eXTP - совместный китайско-европейский проект, наследующий китайскому проекту XTP и европейскому LOFT. Это рентгеновская обсерватория для исследования поляризованного излучения.
Проект пока не одобрен. Но если все будет хорошо, то запуск возможен уже в 2025 году.
В Архиве появилось несколько статей, посвященных проекту. В данной описана общая структура и задачи спутника. В других более детально рассмотрены отдельные задачи, связанные с изучением нейтронных звезд и других объектов.
В 2024 г. должны начаться наблюдения на 40-метровом телескопе. В заметке дается краткий обзор инструментальной части. Авторы обсуждают адаптивную оптику, которая будет установлены на E-ELT.
В феврале должны начаться наблюдения на LIGO, присоединиться и VIRGO. Новый сет продлится около 9 месяцев. За это время может быть зарегистрировано под десяток слияний. Но важно, что это только начало.
В 2019 г. начнутся инженерные запуски нового подземного криогенного детектора KAGRA. Планируется, что в начале 20х гг. все три проекта (LIGO, VIRGO, KAGRA) будут работать вместе. В районе 2023 г. это может давать чуть ли не по событию в неделю! При этом возрастет точность локализации источников.
В статье кратко описывается детектор KARGA и планы по завершению его конструкции.
Очень кратко описан проект новой обсерватории по изучению реликтового излучения. Заработать она должна в 2021 г. Основной инструмент - 6-метровый телескоп с охлаждаемыми детекторами. Также будет сеть небольших инструментов. Установлено все будет в пустыне Атакама в Чили.
Автор рассказывает о том, как микроспутники (КубСаты) могут в ближайшее время изменить астрономические исследования. Об одном из таких проектов (как раз возглавляемом автором статьи) я рассказывал в прошлом месяце. Идея в том, что все технологии (включая вывод на орбиту) стали достаточно дешевыми. А потому даже небольшие исследовательские группы могут запустить свой небольшой инструмент на орбиту (полная стоимость проекта 5-10 млн долларов). Это хорошо, потому что уникальные космические условия позволяют даже со скромными инструментами (прекрасный пример - канадский спутник MOST для изучения экзопланет) получать прекрасные результаты. Несколько спутников уже летает. Не удивительно, что многие из них решают задачи как раз в области изучения экзопланет. Эти проекты кратко описаны в статье.
В обзорах неоднократно упоминались различные подходы, которые могут позволить получать с помощью астрономических наблюдений достаточно подробную информацию о землеподобных экзопланетах, чтобы строить хотя бы примерные и нечеткие карты их поверхности. В данном небольшом обзоре все эти идеи суммированы. Разумеется, такие методы имеют прямое отношение и к поискам следов существования жизни. Так что - вдвойне интересно!
В частности, интересная идея специализированных наземных телескопов для наблюдения землеподобных планет в зонах обитания. По мнению авторов инструмент стоимостью около 100 млн долларов сможет получить изображения десятка самых близких экзопланет такого типа. Чтобы осмотреть все экзопланеты в 20 пк от нас потребует уже более крупный инструмент стоимостью под полмиллиарда. На мой взгляд, после работы спутника PLATO обсуждение таких проектов должно стать более конкретным. И можно ожидать их создания в 40е гг.
Разумеется, с помощью 20 и даже 100-метровых телескопов нельзя рассотреть диск планеты типа Земли. МОжно лишь по кривой блеска восстанавливать детали поверхности. Чтобы рассмотреть все напрямую, нужен будет интерферометр (лучше, конечно, космический) с расстоянием между телескопами, измеряемым километрами. Однако есть еще одна фантастическая идея, основанная на эффекте гравитационного линзирования. В качестве линзы должно выступить Солнце. Об этом речь идет в заключительной части обзора.
Origins - один из четырех крупных проектов, представленных на рассмотрение НАСА для Decadal survey 2020. Это инфракрасный инструмент. Рассматривается два варианта: 9 и 6 метровые телескопы. В статье представлен второй.
Основные задачи, разумеется, связаны с рождением звезд и галактик, формированием планетных систем и т.п. Плюс, на это авторы нажимают особо, - поиски жизни.
Инструмент должен работать в заметно более длинноволновом диапазоне, чем JWST. Так что сравнивать его надо с Гершелем (европейский спутник, работавший несколько лет назад) и Софией (телескопе, установленном на самолете).
Мне кажется, что проект не одобрят в этот заход, т.к. ИК инструменты (пусть и не точно в этом диапазоне работают или будут работать (ALMA, JWST, ...). А для более детального подхода к постановке задач надо еще кое-что узнать про эзкопланеты. Так что такая машина нужна будет через поколение, а не сразу в следующем (пока запуск "Истоков" предлагается на 30-е гг.).
На подходе Decadal survey 2020. Это издаваемый раз в 10 лет план программ астрофизического отдела НАСА (аналогичные публикации готовят со сдвигом в пару лет и другие отделы - планетный, солнечный, геофизический). Пришло время отчитаться - и в Архиве появилось несколько объемных публикаций по разрабатываемым проектам флагманских астрофизических миссий НАСА. Не все из них полетят. Но крайне интересно смотреть, что сделано, что можно сделать, какие задачи предполагается решать и тп.
Проект Рысь - рентгеновская миссия. Т.е., она должна прийти на смену Чандре. И, как полагается, быть лучше минимум на порядок по всем основным характеристикам. Более того, Рысь будет лучше и европейской Афины по всем параметрам, кроме размеров поля зрения (оно будет больше чем у Чандры, но все-таки не таким большим, как у Афины). Запуск планируется в точку L2.
Следующая - миссия LUVOIR. Это новый космический телескоп в диапазонах от ИК до УФ. Основная задача - детальное изучение экзопланет. Но, разумеется, как и всякий универсальный инструмент, эта машина сможет наблюдать что угодно.
Рассматриваются два варианта: с 8-метровым и 15-метровым зеркалом. На инструменте будет много регистрирующей аппаратуры. И в частности, коронограф, который как раз и нужен для получения прямых изображений и спектров экзопланет.
Третий проект - HabEx. Это 4-метровый телескоп, работающий также от ИК до УФ. И этот проект еще более ориентирован на экзопланеты, по сравнению с LUVOIR. Здесь основная изюминка - отдельно летающая "заслонка", работающая как коронограф. Летать должна далеко - 124000 км. Поэтому основная сложность - взаимная ориентация телескопа и "заслонки". Это должно позволить получать прямые изображения планет земного типа в зонах обитаемости.
Это также новый космический телескоп, также предназначенный для изучения экзопланет, а также формирования планет, звезд и галактик. Диаметр зеркала - 9 метров. В отличие от LUVOIR это охлаждаемый до 4К инструмент. Так что тут концентрируются на ИК диапазоне, включая длинные волны.
Кратко описан проект недорогого спутника, который будет в течение года исследовать в УФ диапазоне десяток маломассивных звезд с экзопланетами с целью изучения их переменности. Для этого на борту будет стоять 9-сантиметровый телескоп. Запуск запланирован на осень 2021 г.
Baikal-GVD - детектор нейтрино с объемом порядка кубического километра, создаваемый сейчас на озере Байкал. В статье кратко описана работа прототипов, а также состояние дел и планы на будущее. Ожидается, что первая фаза детектора начнет работать через 3 года. На этом этапе объем детектора будет 0.4 кубических километра.
Описаны планы продленной миссии "Новые Горизонты". Важнейший пункт программы - близкий пролет мимо одного из объектов пояса Койпера. Руководители программы надеются пролететь на расстоянии всего лишь в несколько тысяч км от этого 30-километрового объекта. Это событие должно произойти в самом начале 2019 г. А затем в течение чуть ли не двух лет данные будут потихоньку сбрасывать на Землю. Работу с архивом (анализ данных, подготовка публикаций и тп.) планируют закончить вообще аж в сентябре 2021 г.!
В Архиве появляется много статей по возмодной научной программе на планируемом инструменте ngVLA - Next Generation Very Large Array. В данной статье описано, что же это за инструмент.
Это большая сеть радиотелескопов, работающих в широком диапазоне от 1 до 120 ГГц. Планируется, что она будет включать в себя более двух сотен 18-метровых антенн с максимальной базой порядка 1000 км.
Несмотря на несколько попыток за полувековую историю рентгеновских наблюдений не было запущено ни одного удачного крупного проекта, позволяющего производить поляриметрические наблюдения. Это давно беспокоит сообщество, поскольку есть ряд задач, требующих такого инструмента. Наконец-то, кажется, ситуация начинает меняться. Хотя Европейское космическое агентство отклонило проект крупной рентгеновской поляриметрической миссии, NASA планирует в ближайшее время запустить небольшой аппарат. ну а дальше, видимо, подтянутся и остальные. Так что - грядет эра рентгеновской поляриметрии. Методам и задачам этого этапа развития астрофизики и посвящен обзор.
Большой понятный обзор по телескопу Джеймса Вебба. Начинается все с короткого исторического введения про телескопы вообще. Затем рассказывается об устройстве JWST. После чего начинается подробный разговор о научных задачах и ожидаемых результатах.
Четыре основные тематики это: изучение планет и жизни, рождение звезд и планет, формирование галактик и, наконец, первый свет и реионизация. В обзоре последовательно разбираются все, а плюс рассказывается еще о некоторых возможностях.
Также в конце (в приложении) рассказано о том, как собственно будут организованы наблюдения, как писать заявки и тп.
Гипер-Камиоканде - быть!
Примерно такой лозунг, написанный красивыми японскими иерогливами сверху вниз, можно было бы вывешивать в людных местах. И те, кто заинтересуются, могут прочесть 300-страничный отчет о том, как идет разработка и создание этого гиперпроекта.
В отчете также обсуждаются научные задачи проекта.
Сделано это все будет не очень скоро, т.к. под установку надо еще вырыть необходимый объем.
Появилась новая большая пачка коротких заметок (white papers), содержащих краткие описания проектов по изучению экзопланет из космоса. Выделю данную работу. Авторы мотивируют создание и запус специального аппарата для высокоточного измерения вариации лучевых скоростей звезд. Это должно позволить эффективно обнаруживать планеты земной массы в зонах обитаемости у звезд типа Солнца. Также измерению лучевых скоростей посвящена заметка arxiv:1803.04003. Тут речь идет о дальнейшем изучении транзитных планет, которые обнаружит TESS.
Также отмечу работу arxiv:1803.03732, где речь идет о специализированной астрометрической миссии с метровым телескопом. Цель также состоит в обнаружении планет земного типа у FGR звезд.
Еще несколько статей посвящены поискам жизни и изучению условий для ее существования: arxiv:1803.04010, arxiv:1803.03751.
Описана довольно любопытная попытка НАСА провести массовую программу по привлечению частных компаний, любителей астрономии и т.д. и т.п. к задаче поиска и изучения околоземных астероидов.
В ближайшем будущем канадская установка CHIME может стать самым главным инструментом по исследованию быстрых радиовсплесков. Это система из четырех цилиндрических стационарных радиотелескопов (каждый размеров 20 на 100 метров), работающая на частотах 400-800 МГц. В статье приведены технические детали грядущего поиска радиовсплесков. Оценки показывают, что система будет видеть от пары всплесков в день до пары всплесков в час! Секрет в большом поле зрения (более 200 квадратных градусов). Научные наблюдения планируется начать в конце этого года.
А вот как надо наблюдать. Коротенькое (конференционное) описание важной и интересной наблюдательной программы, уже осуществляющейся.
Идея состоит в быстрой координации наблюдений на многих инструментах в разных диапазонах спектра. Например, это важно для изучения быстрых радиовсплесков. Пока со всплесками авторам не повезло, но система работает - остается ждать.
THESEUS - проект европейского спутника для изучения (в первую очередь) гамма-всплесков (а также и других транзиентов, видимых в жестком диапазоне). Идея в том, что на этом аппарате М-класса (medium) кроме детектора гамма-лучей и мягкого рентгеновского излучения там планируется поставить относительно крупный (до метра) ИК-телескоп. Это позволит быстро регистрировать сопутствующее излучение от очень далеких всплесков. Спутник пока не одобрен до конца (ждем решения ESA в ближайшие недели), и в ближайшие 10 лет никуда не полетит (обсуждаемое время старта 2029-2030 гг.). Тем не менее, задачи перед ним ставятся важные и интересные, и в Архиве появились десятки публикаций докладов, представленных на специальной встрече по спутнику THESEUS.
Лет через 5 должен заработать LSST - крупнейших телескоп для обзорных наблюдений. Кроме глубокого космоса он будет изучать и близкие объекты. В частности, ожидается получение массы интересных результатов по Солнечной системе (миллионы астероидов, десятки тысяч объектов пояса Койпера, десятки межзвездных тел, а если есть девятая планета - то и она не укроется!). В статье дается очень краткий обзор на эту тему.
Детальное описание удивительного проекта по картированию экзопланет, используя Солнце в качестве гравлинзы.
Правда, спутник надо будет доставить на расстояние под 600 а.е. от Солнца. Далее, попиксельно (перемещаясь в фокальной плоскости гравлинзы) аппарат будет строить изображение (что, мягко говоря, непросто). И такую штуку можно сделать только для одной планеты.
В общем, звучит фантастически. Но научно-фантастически.
Коротенький обзор по обзорам для поиска транзиентов (в первую очередь - сверхновых). Заканчивает работу PTF - Palomar Transient Factory. Начинает работать ZTF - Zwicky Transient Factory. Грядет LSST.
Авторы обсуждают концепцию космического интерферометра, работающего в диапазоне 5-20 микрон. Он должен позволить эффективно изучать атмосферы экзопланет. Это особенно актуально в смысле поиска следов биомаркеров в спектрах. Речь идет об инструментах типа Darwin или TPF-I, работы над которыми остановились лет 10 назад из-за недостатка финансирования. С тех пор были предложены некоторые новые идеи, а также нчали отрабатываться технологии совместного полета, когда относительное положение аппаратов контролируется с высокой точностью.
См. также arxiv:1801.04152, где речь идет о "новейшей истории" наземной оптической интерферометрии (в том числе и ближнем ИК, доступном с Земли).
Дается краткий обзор по перспективам поиска жизни с помощью телескопов следующего поколения. По сути, просто перечислены некоторые пункты с упором на байесовские методы.
См. также еще ряд статей, написанных по поводу поисков жизни в ближайшие годы. Это все т.н. white papers: arxiv:1801.06935, arxiv:1801.07333, arxiv:1801.07810, arxiv:1801.08970, arxiv:1801.07811.
Успешно идет создание новой гравитационно-волновой установки. Уже писалось об успешных тестах весной 2016 г. Здесь обо всем этом рассказывается в больших деталях. Правда, чем же там занимаются последние полтора года остается для меня непонятным.
В следующем году начнутся активные наблюдения на приборе ESPRESSO на VLT. Он приходит на смену известнейшему HARPS (установлен на 3.6-метровом телескопе), который внес огромный вклад в поиски экзопланет методом лучевых скоростей. Задача нового инструмента - получать стабильные результаты для скоростей в сантиметры в секунду. Т.е., он должен позволить обнаруживать двойников Земли: планеты с массой порядка земной в зонах обитаемости у звезд, подобных Солнцу.
Кроме экзопланетныз задач, у прибора есть и другие научные цели, связанные с изучением звезд и даже космологические исследования. В статье описаны и научные задачи, и конструкция прибора (включая разные режимы работы).
Все знают уже про малое тело, которое, видимо, попало в Солнечную систему извне (т.е., было выброшено из своей экзопланетной системы). Не все знают, что теперь его называют Oumuamua (Оумуамуа). Но всем интересно узнать, из чего он состоит и тп. А для этого надо отправлять к нему космический аппарат. Но это непросто, т.е. тело движется по гиперболической орбите - т.е. очень быстро!
В статье авторы обсуждают, как это в принципе можно сделать. Скорее всего, в этот раз шанс упустят. Но надо быть готовыми к следующему. Тем более что LSST, скорее всего, сможет открывать их относительно часто. Но можно и сейчас постараться, просто миссия будет очень длительной или дорогой. Так что, скорее, продолжат анализ в надежде на будущие открытия.
Автор обсуждает, как можно будет проверять альтернативные теории гравитации, когда, например. станет возможно определение расстояния до Марса (Фобоса) с помощью лазера (как сейчас делается для Луны). Кроме того, рассматривается несколько будущих экспериментов с помощью спутников.
Интересно, что автор довольно понятно объясняет соотвествующую теорию, т.е., а почему собственно разные модели дают разные предсказания. Будет доступно вдумчивому студенту второго курса.
Чистого текста тут всего 4 странички. Речь идет о работах на японском подземном криогенном детекторе гравитационных волн KAGRA. Это 3-километровых интерферометр (т.е., по размерам, как VIRGO), но под землей, да еще и с охлаждением до 20К. Он будет чувствительнее aLIGO и adVIRGO. По изначальным планам запуск планировался на 2019 г. Как полагается, от исходного графика отстают, но совсем на чуть-чуть.
Еще весной 2016 г. были проведены испытания упрощенного 3-километрового интерферометра при комнатной температуре. Весной 2018 г. должны начаться тесты при криогенных условиях. Пока все хорошо, и создатели установки надеются, что научные данные KAGRA начнет получать в самом начале 20х гг.
Компактный, но довольно полный обзор современных экспериментов (включая будущие апгрейды и развитие) по непосредственной регистрации частиц темного вещества. Разумеется, пока есть только верхние пределы. Не пределы все глубже уходят вниз, приближаясь к практически непобедимому фону.
Сеть Черенковских Телескопов (CTA - Cerenkov Telescope Array) - новый крупный проект в наземной гамма-астрономии. У него много важных и интересных задач. Одной из них является поисск анигилляционного сигнала от темного вещества. В статье обсуждаются возможные цели для наблюдений (например, карликовые галактики в Местной группе) и ожмдаемая чувствительность детекторов CTA.
О самом проекте CTA можно почитать в свежем е-принте arxiv:1709.01381.
Большой подробный обзор про нейтрино от сверхновых. В основном речь идет о физических процессах в сверхновых, приводящих к нейтринному излучению или модификации потока нейтрино. Соответственно, рассматриваются предсказания разных особенностей сигналов, позволяющих проверять наличие тех или иных эффектов. Кроме того, рассказано о методах регистрации и некоторых проектах, которые будут работать в обозримом будущем.
Детекторы, работающие в дальнем ИК (30-1000 микрон), могут стоять и на Земле, и на баллонах, и на самолетах, и на спутниках. Спутники могут быть большими и дорогими, а могут - совсем мелкими и дешевыми (для спутников). И всем нужны новые технологии. И такие технологии есть! О них о написан обзор.
Во введении кратко перечислены основные научные задачи для этого диапазона спектра, а потом авторы переходят собственно к инструментам, детекторам и технологиям. Во второй половине обзора начинаются всякие технические детали (эти разделы предназначены, в общем-то, специалистам). Тем не менее, обзор не кажется очень трудным чтением для широкого круга астрономов. А 13 последних страниц вообще занимает большой список литературы.
Кратко, но понятно описаны новые возможности радиотелескопа в Вестерборке, на котором установили новую аппаратуру. Теперь у телескопа большое поле зрения, что позволит ему эффективно обнаруживать радиотранзиенты. В первую очередь, речь идет о быстрых радиовсплесках. Темп их регистрации должен быть чуть выше, чем всплеск за неделю чистого наблюдательного времени.
В статье речь идет именно о (потенциально обитаемых) землеподобных планетах вокруг звезд типа Солнца (FGK), т.е. никаких красных карликов и тп. Планеты вроде Проксимы Центавра b и системы Траппист-1 можно будет изучать и крупными наземными инструментами (особенно, если планеты транзитные, как у Трапписта). А вот настоящие двойники Земли можно эффективно характеризовать только из космоса. Причем, инструменты для этого нужны покруче JWST. Поэтому для этого нужны и новые технологии, которых пока нет.
Первым важным шагом станет WFIRST - следующий (после JWST) крупный космический телескоп. На этом инструменте будет коронограф, позволяющий изучать экзопланеты. Там будет опробовано несколько важных технологий. Но WFIRST относительно невелик (как Хаббл), а для достижения цели необходимы гораздо более крупные инструменты.
Существует несколько проектов больших телескопов (HabEx, LUVOIR, OST), у которых затмевающие элементы будут летать на большом расстоянии от самого детекторы. Также рассматриваются и более привычные (но очень продвинутые) коронографы. Возможно, к следующему десятилетнему обзору (decadal survey), который будет определять развитие американской астрофизики на 20-е - 30-е гг., попробуют хотя бы частично определиться с подобными проектами. Хотя мне кажется, что это будет сделано только еще через 20 лет (Decadal Survey 2030), т.к. нужен будет опыт WFIRST и побольше времени, чтобы наработать технологии и набраться опыта, а также определиться с параметрами и конкретными целями (т.е., должны хорошенько поработать и PLATO, и SPICA, и JWST, и 30-40метровые наземные телескопы). Пока предыдущие разработки (проекты TPF, Darwin) остались на бумаге: слишком сложно и дорого.
В случае внешнего диска, убирающего свет звезды, телескоп может и не быть очень крупным (1-2-3 метра), но сам экран долэен быть больишм (десятки метров). Он должен находиться на расстоянии десятки тысяч (!) километров от телескопа. И при этом нужно выдерживать очень точную соосность и тп. (возможно, при создании LISA будут наработаны какие-то из нужных технологий).
В качестве телескопов рассматриваются и 4-метровые монолитные зеркала, и 15-метровые составные-раскладные. Стоимость проекта (с учетом разработки и эксплуатации) явно составить миллиарды долларов. Возможно, понадобятся прототипы. Так изучается возможность запуска экрана, который будет работатьв паре с WFIRST (решение о таком проекте как раз может быть принято на основе следующего Decadal survey 2020)
До середины века NASA считает вопрос "Одни ли мы во вселенной" одним из ключевых и надеется с ним разобраться в этот срок. В смысле надежного обнаружения жизни земного типа на двойнике Земли это выглядит реалистичным.
В обзоре много всяких полезных картинок, таблиц и тп. Рекомендуется всем, кто хочет быть в теме.
А вот этот обзор будет уже понятен, полезен и интересен гораздо более широкому кругу. В нем рассмотрена история, основные результаты и перспективы рентгеновской астрономии. Упор сделан на инструменты, наблюдающие в жестком рентгеновском и мягком гамма диапазонах.
Рассказ начинается с самого начала. Описаны не только спутниковые, но и эксперименты на стратостатах. Для каждого проекта дано краткое описание. В некоторых случаях ключевые результаты не только перечислены, но и приведены соотвествующие иллюстрации. В инженерно-технические детали авторы не вдаются (иначе места не хватит). Полезна сводная таблица всех проектов, упомянутых в обзоре.
Среди планет Солнечной системы Уран и Нептун остаются наименнее исследованными. Это досадно, т.к. они являются протипами ледяных гигантов- самых распространеннх планет в Галактике (а может - и во вселенной). Авторы детально расписывают, зачем (с научной точки зрения) нужно отправлять специальную крупную миссию к этим телам. Ключевым элементом должен стать зонд, сбрасываемый в атмосферу одной из этих планет. Надежда состоит в том, что такая цель может стать основной для следующей флагманской миссии НАСА (т.е., статья является артподготовкой перед подачей проекта такой миссии).
Большой материал, посвященный задачам и перспективам экзопланетных исследований. Авторы пытаются выделить ключевые вопросы (и описать соответствующий контекст), на которые смогут хотя бы частично ответит благодаря работе таких проектов ближайшего будущего как JWST, WFIRST, PLATO, крупные наземные телескопы (GMT, E-ELT, TMT) и некоторые другие, а также уже работающие системы, например ALMA. Рассмотрены вопросы, не связанные с жизнью, биомаркерами и тп. Речь идет о физических свойства планет и их систем, хотя атмосферы и свойства поверхности (например, наличие воды) обсуждаются.
Авторы обсуждают концепции трех спутников для астрометрического поиска экзопланет. Все это недорогие аппараты (хотя речь, разумеется, все равно идет о сотнях миллионах евро). И все это только проекты, т.е. ни один из аппаратов не одобрен ESA. Видимо потому, что ожидаемое количество открытий невелико (десятки планетных систем), и нет явных надежд открыть таким способом что-то очень интересное, или как-то качественно продвинуться в понимании экзопланет. Тем не менее, читать описание проектов и их задачи весьма интересно.
STARE (самый дешевый из описанных вариантов - всего пятидюймовый телескоп) предназначен для поиска двойников Земли у какой-нибудь близкой звезды (авторы обсуждают Альфа Центавра). NEAT (его стоимость уже около полумиллиарда евро) предназначен для наблюдения пары сотен ближайших звезд классов F,G, K. Сложность состоит в том, что это не один спутник, а система из двух (фокусное расстояние 40 метров). Theia - модификация NEAT, где все собрано на одной платформе. У этого спутника есть и другие научные задачи (изучение локального темногов ещества), а для экзопланетных поисков предлагается осмотреть 50 звезд. Соединение двух интересных научных задач и новых технологий делает Theia довольно привлекательным проектом.
Очень хороший материал. Это общий обзор по материалам большой встречи. И это именно цельный текст, а не много-много маленьких кусочков. Гораздо полезнее обычных proceedings. Рассказано более-менее все о темном веществе в контексте текущих исследований и планов: и теория, и данные, и методы, и планы. Вместе с любым обычным обзором по теме поможет сразу войти в курс дела.
Большой обзор, посвященный разбору того, что LSST даст космологии.
Даст много. В основном, конечно, это связано со свойствами крупномасштабной структуры. Но это, как бы, метод. А вот в смысле результатов открывается широкое поле: от параметров нейтрино (массы) до свойств темной энергии, от сверхновых до параметров скоплений галактик.
Обзор для специалистов. С другой стороны, возможно, кое-кому будет проще укладывать в голове разные части космологии (а в обзоре затронуто очень много разных тем) именно в приложении к наблюдениям. Так что всячески рекомендуется студентам и аспирантам.
Описан проект нового детектора в линейке Камиоканде. Задачи все те же: нейтрино, распад протона и тп. Если работы начнутся в 2018, то работать должно начать в 2026.
Кстати, строится и SNO+ - об этом читайте здесь: arxiv:1705.00662.
Описана текущая активность в рамках SDSS. Это проекты Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment 2 (APOGEE-2), Mapping Nearby Galaxies at Apache Point Observatory (MaNGA), extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (eBOSS). Они идут сейчас и в основном продолжатся до 2020 г. По ходу будут релизы данных, один из которых уже имел место летом 2016 г.
Идея проекта JEM-EUSO состоит в том, что на орбиту выводится детектор, фиксирующий ультрафиолетовое излучение широких атмосферных ливней, возникающих про прохождении частицы космических лучей сверхвысоких энергий. Благодаря огромной площади обзора прибор должен и набрать высокую статистику в уже изучаемом диапазоне энергий, и попробовать увидеть что-то на еще более высоких энергиях, где частицы редки.
О проекте говорят вот уже лет 20, но пока ничего не полетело. В начале хотели отдельный спутник. Потом согласились на модуль на МКС. В короткой заметке рассказано о задачах прибора, его основных параметрах и прототипах, которые работают на Земле и на воздушных шарах. В 2017 г. будет еще пара прототипов: один опять на шаре, и второй - на МКС. Запуск основного аппарата на МКС намечен на 2020 г. И наверняка слегка отложится, как обычно.
Авторы продолжают моделировать, с какой эффективностью LSST (который должен заработать в 2020, и его основная программа рассчитана на 10 лет) будет открывать экзопланеты. Ответ: короткопериодические планеты будут открываться, как из пушки. Сверхземли (и более крупные планеты) с периодами менее недели будут обнаруживаться в огромном количестве.
Дано подробное описание проекта космической гравитационно-волновой антенны LISA. Описаны технические характеристики, научные задачи, система связи и тп.
Третий аппарат программы New Frontiers (первые два - New Horizons и Juno) летит к своей цели. В августе следующего года аппарат присутпит к изучению околоземного астероида Бенну. Затем последуют 3 года исследований, после чего аппарат должен будет доставить на Землю собранные образцы. Возвращение намечено на 2023 год.
В 2017 г. начнутся научные наблюдения на новом китайском радиотелескопе FAST. В статье содержится краткое описание инструмента, этапов его создания и научных задач. Кстати, судя по фото, милая деревенька была на месте телескопа.
Дается детальный обзор современного состояния дел в ESO и его планов на будущее. Очень интересно!
Описаны телескопы VLT и их оборудование, а также планы по развитию и использованию. Также рассказано о более мелких инструментах ESO. Подробно описан проект 39-метровго ELT. Отдельно рассказано про ALMA - пожалуй, главном инструменте обсерватории в наши дни. Представлено, как ESO будет участовать в CTA - Сети черенковских телескопов. Наконец, расписана структура ESO и всякие мероприятия по популяризации, в частности - Supernova Planetarium and Visitor Centre, - который должен полностью войти в строй через два года.
CORE - это проект среднеразмерной миссии (medium class), поданный на рассмотрение ESA. Задача аппарата - изучение микроволнового фона, т.е. - реликтового излучения. Высокая чувствительность нового инструмента должна позволить проверить многие предсказания инфляционной модели.
Сейчас существует несколько проектов космических гравитационно-волновых детекторов. Реалистичный проект, пожалуй, только LISA/eLISA. Но есть несколько других, в том числе в Китае. Большие масштабы установок необходимы для регистрации волн низкой частоты. Источниками, в первую очередь, являются сверхмассивные черные дыры.
В обзоре обсуждаются параметры разных проектов, их проектная чувствительность, научные задачи. Читать интересно.
Сеть черенковских телескопов (CTA) - это будущая установка для регистрации космических лучей и гамма-излучения ТэВного диапазона. Ожидается, что в следующем году начнется монтаж первых инструментов, а в 2018 г. что-то уже начнет работать. Там будет стоять несколько разных типов телескопов. В статье речь идет об одном из них.
Кратко рассказывается о созданной камере и работе прототипа. Тесты весьма успешны, поэтому можно надеяться на начало работы CTA в срок.
Забавный проект. Где-то между летом 2017 и летом 2018 ожидается транзит в системе бета Живописца. Это позволит лучше изучить объект. На самом деле, в транзите нельзя быть уверенным. Никто не даст крупный инструмент, чтобы непрерывно мониторить одну звезду. А звезда-то яркая! Важно лишь очень точно измерять блеск. Поэтому авторы разработали специальный проект.
Это наноспутник с 3.5-сантиметровым телескопом. Установлен он будет на аппарате с архитектурой Cubesat. Запуск намечен на начало 2017. В статье описаны некоторые возникающие технические проблемы, т.к. нужна очень высокая точность фотометрии. Будет интересно всем, кто близок к теме (или малых спутников, или наблюдений экзопланет, или фотометрии из космоса).
Считается, что нейтрино высоких энергий могут пролить свет на некоторые важные защадки астрофизики и даже физики. Поэтому строятся разные установки для их регистрации. Все слышали про IceCube, а также проект большого детектора в средиземноморье и на Байкале. Но есть и совсем другой подход к регистрации. Радиодетектирование.
Принцип регистрации основан на эффекте Аскаряна, предсказанном в 1962 г. Электромагнитный каскад в диэлектрической среде приводит к появлению электромагнитного излучения. Эффект наблюдали в 2001 в эксперименте на ускорителе. Нейтрино, попадая, например, в лед, вызывают такой каскад. И все это можно обнаружить, улавливая возникающие радиоволны.
Сейчас работает несколько установок по радиопоиску нейтрино. Пока ничего не обнаружено. Но работы идут. Все это и является темой обзора.
Большой обзор по детектированию космических лучей высоких энергий радио методами. Обзор содержит очень хорошее введение. Сама методика выглядит довольно перспективной, и в ближайшее время от этого подхода можно ожидать интересных результатов.
Описан проект детектора темного вещества на жидком ксеноне. Создание такой установки будет большим шагом вперед. Поэтому авторы надеются, что это важный этап на пути к тому, чтобы наконец-то зарегистрировать эти неуловимые частицы.
В физике гамма-всплесков остается еще много вопросов. С другой стороны, наблюдение очень далеких всплесков важно для космологии и изучения первых поколений звезд. Новое поколение инструментов может позволить продвинуться в этом направлении. В первую очередь, авторы описывают перспективы спутника SVOM, но рассматриваются и другие инструменты. В том числе не только непосредственно работающие в гамма-диапазоне, поскольку для разностороннего изучения необходима идентификация на более длинных волнах, определение красного смещения, наблюдения послесвечений и прочее. Все это есть в обзоре.
Описан проект миссии к Энцеладу. Разработка велась в рамках летней школы ЛАборатории реактивного движения. Так что это не официальная заявка, но степень проработанности вызывает уважение. Да и просто интересно читать, поскольку проект выглядит вполне реалистичным, и наверняка станет основой для заявки в ближайшем будущем. Безусловно, самое позднее в районе 2030 г. надо лететь на Энцелад. Это выглядит важнее и более многообещающе, чем большинство исследований в Солнечной системе.
Один из лучших обзоров по теме, которые я видел. Очень четко, внятно, кратко описаны основные эксперименты и проекты.
Обсерватория Оже - крупнейшая в мире установка по изучению космических лучей. На ней уже получено несколько важнейших результатов по лучам самых высоких энергий. Но, чтобы получать новые результаты, надо расти и развиваться. Поэтмоу запланирован апгрейд оборудования. Именно об этом и идет речь в большом отчете.
Апгрейд не дорогой - менее 16 миллионов долларов. Он уже идет (отчет, надо заметить, написан несколько месяцев назад, и только сейчас размещен в Архиве). За 16-18 гг. апгрейд будет завершен. И далее обсерватория будет работать минимум до 2024 года.
Гравитационные линзы - и правда работают, как линзы. Некоторые далекие объекты или детали в них мы можем рассмотреть только благодаря линзированию. А можно ли сделать "телескоп" с использование гравлинз? В принципе - да. Самая близкая подходящая линза - Солнце.
Как и у всякой линзы, у гравитационной есть фокус. Для Солнца он находится на расстоянии около 550 а.е. (для лучей, идущих прямо над поверхность Солнца, и дальше - если лучи проходят дальше от края солнечного диска). И периодически обсуждаются проекты отправки спутника в эту точку. Сейчас такие разговоры возникли с новой силой. И соответствующая заявка будет направлена.
Перспективы впечатляют. Формально можно будет рассмотреть поверхность экзопланеты. Но, как вы понимаете, есть и сложности. Их много, и статья в основном о них.
Разумеется, такой "телескоп" не перенаведешь. Т.е., прилетев в какую-то точку, спутник сможет наблюдать один объект.
Затем, важно, что изображение, построенное гравлинзой будет большим (десятки километров, если мы говорим об экзопланетах у близких звезд). Т.е., аппарат будет видет не всю карту экзопланеты, а ее маленький кусочек. Причем, поскольку планета вращается вокруг своей звезды, у аппарата не будет много времени, чтобы, перемещаясь по фокальной плоскости, построить много изображений. Время будет исчисляться десятками секунд. Однако, все-таки перемещениями аппарата можно частично решить эту проблему, но требования к спутнику существенно возрастут.
Вдобавок, надо будет блокировать свет Солнца (ведь аппарат будет направлен прямо на него) и звезды, вокруг которой вращается экзопланета. Это (особенно второе) - нетривиальная задача.
Кратко описаны несколько прошедших, идущих и планируемых экспериментов по поиску следов стерильных нейтрино в процессах распадов частиц.
Хороший обзор, где описаны оснвоные планируемые проекты в области гамма-астрономии: и наземные, и космические. По таблицам и графикам удобно сранивать возможности разных инструментов.
Охвачен интервал примерно до 2030 года. Дальше планировать уже тяжело. Описывается 8 космических и 5 наземных проектов.
Небольшой обзор по быстрым радиовсплескам. Авторы описывают ожидаемый темп регистрации событий в ближайшее время и полагают, что в течение пяти лет статистика возрастет настолько, что разгадка станет почти неизбежной.
Большой обзор, посвященный ближайшему будущему гравитационно-волновой астрономии. Но обзор - для специалистов. См. также arxiv:1602.05021.
В статье описывается проект DES (Dark Energy Survey). Основная задача этого уже работающего проекта - изучение свойств темной энергии. Но попутно будет получено много других результатов. Именно им и посвящена статья.
Поскольку проект уже получает данные, то авторы представляют некоторые из некосмологических результатов. Они простираются от открытия новых транснептуновых объектов до обнаружения сверхновых с аномально высокой светимостью. Так что да - не единой темной энергией жив DES.
Представлено краткое описание двух новых проектов в пустыне Atacama, предназначенные для исследовния микроволнового фона. Оба вскоре будут осуществлены и дадут новые данные по поляризации реликта. Проект Simons Array (построенный на средства мецената - Джеймса Саймонса) особенно перспективен в этом смысле.
В терагерцовом диапазоне люди налюдают, но или запуская приборы на шарах, или с самолета, т.к. мешает вода в атмосфере. Но "вверх" не запустишь большой телескоп. Поэтому ищут места на Земле, где все-таки можно наблюдать в этом диапазоне (пусть и не все время).
Авторы обсуждают 12-метровый телескоп в Гренландии. Это был прототип для ALMA, который затем адаптировали для наблюдений в условиях Гренландии. В статье обсуждаются и научные задачи, и тхнические аспекты. НАучные задачи в основном сводятся к наблюдению линий, исследованию излучения пыли и тп.
Авторы детально анализируют, как разные варианты дизайна проекта скажутся на научных результатах. Дело в том, что хотя проект одобрен, но пока неясно, как точно он будет выглядеть, т.к. хочется и денег съэкономить, и науку не потерять.
Основные выводы таковы (желающие могут прочесть только заключение - там все хорошо суммировано). Во-первых, хуже всего отказываться от "третьей руки". Напомню, что будет летать три аппарата на расстояниях в деястки миллионов километров друг от друга. Между ними будут бегать лазерные лучи. В идеале это шесть лучей между каждой парой аппаратов. Но можно оставить лучи только в виде "буквы Г" (точнее, это скошенная буква, вроде логотипа Лексуса). Так вот, это сильнее всего скажется на научном выходе. Можно немного уменьшить расстояние между аппаратами, но не убирать одно из плеч.
Во-вторых, надо больше вкладываться в моделирование формы импульса. Без хороших данных, основанных на детальных расчетах, искать сигналы будет очень сложно.
Запускается новая наблюдательная программа. Задача состоит в мониторинге Луны. Будут регистрироваться события, связанные со столкновением метеорных тел с Луной. Чувствительность позволит наблюдать падения объектов с массой начиная от нескольких грамм. Создатели проекта полагают, что за 2 года наблюдений будет получена очень хорошая статистика по околоземным объектам (NEO). Наблюдения будут вестись в максимально автоматическом режиме. Поэтому пока все начинается с разработки механики, электроники и софта. Сам телескоп имеет диаметр 1.2 метра и стоит в северной Греции. Сейчас идет (и планируется) несколько аналогичных программ. Но в них используются более мелкие (30-50 см) инструменты.
Конечно, JWST в первую очередь разрабатывался для задач по исследованию дальнего космоса. Но, как и Хаббловский телескоп, он сможет внести вклад и в изучение объектов Солнечной системы. О планах по такому использоваанию будущего космического телескопа можно прочесть в статье. Также в Архиве появляются работы с более детальным описание грядущих исследований отдельных объектов с помощью JWST. Например, Марса.
Пока радиоастрономия страдает от высокой стоимости ALMA и SKA и продает время для поиска человечков, народ обсуждает инструмент следующего поколения. Кроме новых технологий, для вырывания тайн у природы планируется увеличить и масштаб инструмента.
Планируется, что это буде массив телескопов (как ALMA или SKA), работающий в диапазоне 0.3-3 см. Детальнее познакомится с проектом и его задачами можно в серии заметов в Архиве или на странице проекта.
Подробный рассказ об индийском проекте интерферометра. Туда будет перевезен один из интерферометров проекта LIGO. Основные работы должны закончиться в 2019 году. Начнутся тесты. А с 2022 г. установка должна выйти на ту же чувствительность, что другие детекторы.
Установка детектора вдалеке от США и Европы очень важна из-за особенностей детектирования гравволн. Изначально планировался перенос в Австралию, но потом пришлось переориентироваться на Индию.
На базе эксперимента SNO в Канаде будет реализован новый проект. Он в основном будет связан с поиском двойного безнейтринного бета-распада. Кроме того, в будущем к списку задач добавятся изучение осцилляций реакторных нейтрино, наблюдения геонейтрино, низкоэнергичных солнечных нейтрино, а также "ожидание" вспышки сверхновой.
JUNO - Jiangmen Underground Neutrino Observatory. Это большая новая подземная лаборатория в Китае, где будет установлен нейтринный детектор. Задача - изучение реакторных нейтрино (в 53 километрах находятся крупные станции) с целью решения задачи иерархии масс.
Установка начнет работу в 2020 г.
Небольшой обзор по большим обзорам неба. Перечислены и описаны основные проекты последнего времени и ближайшего будущего. В частности, обсуждается вопрос с открытостью доступа к этой информации.
Небольшой обзор по регистрации космических лучей с помощью радиоволн. В этой статье бегло описана физика дела и некоторые результаты и планы.
Вторая статья - arxiv:1507.07769 - посвящена уже различным проектам, работающим в этой области. Возможно, в ближайшем будущем радиодетектирование станет важным дополнительным инструментом в изучении космических лучей. Если инфраструктура уже есть, то это довольно дешево дополнить систему наземных детекторов космических лучей еще и радиодетекторами. С другой стороны, системы радиотелескопов типа LOFAR не совсем идеальны для изучения космических лучей, хотя тоже могут давать важные результаты в этой области.
Хороший обзор, включающий в себя более-менее все. Несмотря на сотню формул, написано все понятно. Описаны кандидаты и разные методы поиска, включая БАК.
Это книга. Основная суть - описание нового проекта JUNO (Jiangmen Underground Neutrino Observatory). Установку уже начали сооружать. Работа начнется в 2020. Это будет многоцелевая нейтринная обсерватория.
Важно, что книга содержит не только описание детектора и его целей и задач, но это и хорошее введение в физику нейтрино.
Авторы рассматривают, с какого расстояния нейтринный детектор KamLAND может увидеть нейтрино, излучаемые массивными звездами на стадиях, предшествующих взрыву сверхновой. Получается, что в зависимости от массы звезды детектор может поймать нейтринный сигнал предсверхновой на расстоянии в несколько сот световых лет за несколько часов или даже суток до регистрации самого взрыва.
Кратко описан новый китайский рентгеновский спутник, который должен быть запущен примерно в 2020 году. Это рентгеновский монитор с полем зрения 60 на 60 градусов. Приемная аппаратура сделана по принципу "глаза омара" (или лобстера - кому как больше нравится). Кроме такого широкопольного монитора есть и второй режим наблюдений с полем градус на градус. Прибор будет очень чувствительным. Другой вопрос - насколько эффективной будет работа с данными.
См. также arxiv:1506.07736, где дается summary конференции по мониторингу транзиентных источников в рентгене.
Очень коротко описан проект следующего большого рентгеновского телескопа NASA - X-ray Surveyor.
В нем будет заложено много новых интересных технологий, часть из которых пока только в разработке. Ожидается, что аппарат будет гораздо чувствительнее Чандры, но получить лучшее угловое разрешение не удасться.
По сути, это книга, в которой детально описаны научные задачи одного из трех больших телескопов следующего поколения - Тридцати метрового телескопа (TMT) на Гавайах. Заодно, это список важных нерешенных проблем, ответы на которые надеются найти в ближайшие лет 20 с помощью новых телескопов.
Популярный обзор, посвященный будущим исследованиям экзопланет. В основном речь идет о спутниках CHEOPS, TESS, PLATO. В начале дается обзор текущего состояния дел. А после обсуждения программ трех спутников обсуждаются другие планы и идеи.
Саммари конференции по нейтрино. Рассмотрены самые основные нерешенные проблемы и перспективы поисков ответов в ближайшие годы.
EChO - спутник для исследования экзопланет следующего поколения. Предполагаемая дата запуска - 2024 г. задача спутника не открыть много планет, а помочь детально изучить уже известные. Земноподобные планеты в зонах обитаемости будут ему не под силу, но вот горячие сверхземли и более крупные планеты можно будет изучать уже в деталях. Основными целями будут все-таки "юпитеры" вокруг звезд классов F6-G8, но кроме этого будут и более мелкие звезды и планеты (до М3 у звезд, и до сверхземель у планет).
В большой статье подробно описываются именно научные задачи проекта. Показано, что мы уже знаем, и что надеемся узнать за 10 лет до запуска спутника, как спутник будет использовать новые данные от других проектов (и наземых, и космических; отдельно обсуждается совместная работа с JWST и E-ELT). Поскольку одной из важнейших задач спутника является получение спектров, т.е. изучение атмосфер, то большой раздел посвящен нашим современным заниям о газовых оболочках экзопланет (особенно горячих).
В Архиве продолжают появляться главы большого сборника, посвященного научным планам SKA. Эта статья является введением к серии работ по космологическим задачам проекта.
Стоит сказать, что именно космология является основной тематикой SKA. Вторая очередь должна будет дать обзор миллиарда галактик (первая - ста миллионов), что позволит вывести обзоры крупномасштабной структуры на новый уровень.
Стоит обратить внимание на работу arxiv:1501.03851, где речь идет об исследованиях самых больших (в том числе и больше горизонта) масштабов. Тут уже первая очередь SKA даст много нового (особенно вместе с Euclid и LSST, которые будут работать в то же время). А также arxiv:1501.03822. В этой статье обсуждаются перспективы непосредственной регистрации расширения вселенной (дрейфа красного смещения) на SKA. Оценки говорят, что вторая очередь сможет за 12 лет обнаружить дрифт. А за 50 лет работы мы получим данные по темпу расширения вплоть до z=1 с точность несколько процентов.
Коротенький обзор по проекту Эвклид. Спутник должен полететь в 2020 г. и проработать 6 лет, за которые сделает обзор почти половины неба. Это будет очень важный для космологии проект. После Эвклида мы будем лучше понимать динамику Вселенной.
В следующем году должна быть запущена очередная крупная рентгеновская обсерватория. Это японский спутник Astro-H. Его "изюминка" - возможность с высокой точностью наблюдать спектральные линии в рентгене.
В Архиве появилась куча статей, посвященных планам наблюдений различных групп астрофизических источников. А в данной статье дается общий обзор аппарата. Начать же чтение можно с короткого введения: arxiv:1412.2351.
Большая работа, посвященная планам поиска внеземного разума с помощью будущей системы радиотелескопов SKA. Эта установка (даже еще не в окончательной сборке) сможет зафиксировать земной радар на расстоянии 10 пк менее чем за 15 минут.
В статье подробно обсуждается на каких частотах, как и какие источники будут наблюдаться. Основная цель - обследовать максимум интресных звезд до расстояния 60 пк за несколько лет работы.
А вообще, в Архиве за несколько дней появилась масса интересных работ, посвященных научным задачам SKA.
Аппетит приходит во время еды! IceCube - детектор с объемом порядка кубического километра. Но нейтрино мало. Поэтому хочется большего. В десять раз. Вот об этом и статья.
Разумеется, развивать существующие методики не очень сложно и дорого. Так что, видимо, IceCube будет расти.
Довольно подробное описание параметров LIGO после окончания апгрейда. Именно в такой конфигурации установка должна обнаружить гравитационные волны от слияния компактных объектов. По чуть-чуть описаны все узлы и системы.
Установка начнет работать в 2015. Потихоньку и в процессе работы чувствительность будет возрастать, пока не выйдет на предельную в 2019 году. Тогда она будет регистрировать события и с 200 Мпк.
Короткий понятный апдейт статусов основных детекторов: Advanced LIGO, Advanced VIRGO, GEO600, KAGRA. Про последний обычно забывают, а он заработает лишь чуть-чуть позже LIGO и VIRGO.
См. также arxiv:1411.6588, где подробно рассказано про GEO600.
Темное вещество изучают давно и разными способами. В данной статье дается понятный обзор того, как его ищут с помощью лабораторных установок, в которых не используются благородные газы.
Описана установка CUORE для поиска двойного безнейтринного бета-распада. Инструмент установлен в Гран Сассо и начнет работу в 2015 году. Вся система охлаждается до низких температур. При этом установка не маленькая. В итоге и получается самый холодный кубометр.
Довольно большая статья, в которой аворы описывают и осмысляют различные проекты Citizen Science - "народной науки". Наиболее интересно, пожалуй, рассуждение о будущем этой области деятельности.
См. также статью arxiv:1409.4296, где речь идет о проекте Galaxy zoo.
Хороший понятный и не маленький обзор по пульсарному таймингу с целью обнаружения гравволн низкой частоты. Такие волны должны излучаться в первую очередь парами сверхмассивных черных дыр.
В статье все понятно изложено (правда, в теорию автор не лезет). Хотя, то что не ссылается на Сажина - свинство.
Автор надеется, что к концу десятилетия они что увидят, или поставят такие жесткие пределы, что это уже само по себе будет иметь большой значение для астрофизики.
Короткий обзор, посвященный тому, как технологии, разработанные для лабораторных экспериментов по регистрации частиц, используются в космических экспериментах. Лучший дейтвующий пример - AMS на борту МКС. Также обсуждается несколько экспериментов, кторые начнут работать в космосе в ближайшие годы.
2-метровый ливерпульский телескоп-робот на Канарах - довольно успешный и востребованный проект. Поэтому его создатели хотят расти, развиваться, расширяться. В статье описан новый проект. Это будет уже 4-метровый роботизированный телескоп нового поколения. Он будет предназначен, в первую очередь для поиска транзиентных источников и работы вместе с такими установками как SKA, CTA, другими обзорными инструментами, а также гравитационно-волновыми и нейтринными детекторами. В статье описаны основные научные задачи и методы их решения с помощью нового инструмента.
Проект SKA развивается очень давно. Наука за это время существенно продвинулась. Автор обсуждает, что меняется в ключевых задачах SKA в связи с этим развитием.
Исторически главными задачами для SKA были космологические наблюдения на 21 см и радиопульсары. SKA начали обсуждать и проектировать, когда еще не начали открывать экзопланеты, не были открыты быстрые радиотранзиенты и всякие интересные типы нейтронных звезд. Однако, поскольку проект двигался неспешно, то важным этапом в деле научной программы был 2004 год. В этом небольшом обзоре рассматривается, что важного произошло за последние 10 лет, что может повлиять на программу SKA.
Проект LOFT сходу не смог отобраться в конкурсе ESA. Однако его авторы будут продолжать попытки. Инструмент будет предназначен в первую очередь для высокоточного тайминга и мониторинга рентгеновских объектов. Основные цели - источники с нейтронными звездами и черными дырами. Есть неплохие шансы, что спутник будет запущен в 2024 году.
Одновременно в Архиве появилось еще несколько статей, посвященных различным (в основном техническим) аспектам проекта.
В конце 2015 года должны закончиться работы по апгрейду Virgo. В статье подробно описан детектор, что там нового, и в каком состоянии все находится сейчас.
Хороший обзор, суммирующий данные по основным наземным установкам для наблюдения гамма-лучей (в основном ТэВного диапазона). Также описываются основные результаты и планы по строительству новых инструментов.
Авторы описывают новый разрабатываемый инструмент для поиска сигналов внеземных цивилизаций. На этот раз речь идет о поиске лазерных сигналов в ближнем ИК диапазоне. Считается, что это довольно перспективный способ передачи направленных сигналов на межзвездных расстояниях. Телескоп под это нужен относительно небольшой - около метра или чуть больше. Но зато аппаратура довольно продвинутая, о чем и идет речь в статье.
См. также arxiv:1407.2618.
Представлен обзор следующего важного спутника, предназначенного для поисков и изучения экзопланет. Это TESS. Он, как и Кеплер, будет изучать транзитные планеты. Запуск запланирован на 2017 год. Аппарат должен за пару лет отнаблюдать более 200 000 близких звезд-карликов на главной последовательности. Ожидается, что обнаруженные планеты в ряде случаев будет изучать JWST. Ожидается открытие нескольких тысяч планет. Создатели надеются, что спутник сможет продолжить работу и по окончании двухлетнего сканирования неба.
Неплохой обзор по различным экспериментам в области поиска частиц темного вещества и нейтрино. Это все или под водой, или во льду, или в подземных лабораториях. Автор быстренько пробегается по самым разным проектам. Обзору не хватает глубины и систематичности, зато легко читается, и формируется довольно ясная и адекватная картина.
Кратко но понятно описано, зачем проводят реакторные эксперименты с антинейтрино по изучению осцилляций. В некоторых деталях описан китайский эксперимент Baya Bay и его результаты, а также эксперименты самого-самого ближайшего будущего.
Ох, не зря Борис Борисович (ТМ) все про аэростаты....
Вашему вниманию предлагается анализ использования дирижаблей и аэростатов в астрономии, проведенный Институтом Кека. Эти технологии привлекают все большее внимание в связи с развитие разных беспилотных аппаратов. Разумеется, во главе идут военные применения, а также мониторинг Земли с разными прикладными целями. Но грех не воспользоваться появлением новых возможностей.
Авторы детально анализируют возможности установки разных астроприборов на дирижаблях. Пока, правда, по их мнению для многих приложений актуальнее выглядят аэростаты (т.е. не свободно летающие, а привязанные). Но, видимо, с развитием технологий это может измениться.
Приводятся примеры конкретных проектов в разных областях наблюдательной астрономии.
Обсудить в ЖЖ-сообществе
ru_astroph.
Обсудить на Астрофоруме в
Научной панораме.
Выложена в Архив замечательная почти популярная книжка, обязательная к прочтению всеми студентами астрономических специальностей. В ней рассказывается об оснвоных задачах и проектах NASA на ближайшие 30 лет.
Это одна из глав (остальные тоже есть в архиве, плохо, что их не положили все подряд в один раздел) сборника планов развития физики элементарных частиц в США. К астрофизике, на мой взгляд, из расмотренных в разделе physics тем ближе всего подземные лаборатории. Поэтому их я и выделяю (см. также arxiv:1401.6085 из раздела hep-ex, где речь идет об иследованиях, связанных с космологией; а общая сводка и введение ко всем главам даны в arxiv:1401.6075). Речт в основном идет о нейтрино. А их в астрофизике много!
Обзор посвящен методам и астрофизическим приложениям астрометрии в радиодиапазоне с точностью порядка одно микросекунды дуги. Интересно, что астрофизика в обзоре идет в начале, а методы - во второй половине. Завершается все обсуждением перспектив и новых проектов.
Довольно подробно описан проект следующего крупного инструмента в области физики высоких энергий. Это электрон-позитронный коллайдер. Энергия - до 1 ТэВ. Задача - детально исследовать то, что наоткрывал (и наоткрывает) LHC. Дело в том, что адронные столкновения - очень "грязыне". И тонкие детали лучше искать на лептонах, но с ними, правда, во многих отношениях сложнее работать.
Описан проект нового европейского спутника. Он предназначен для исследования экзопланет. Идея состоит в детальном наблюдении около миллиона звезд. При этом будут искать небольшие (землеподобные, сверхземли, нептуны) планеты, а также исследоваться (астросейсмология) сами звезды. С научной точки зрения создателей проекта в основном интересует формирование и эволюция планетных систем.
PRISM - проект большой европейской миссии. Основные задачи - космологические. Основной метод - получение хороших карт поляризации.
В ноябре должны запустить спутник GAIA. В короткой заметке даются основные характеристики и перечисляются научные задачи аппарата. Вполне уместно освежить в памяти все это.
EUV - это экстремальный ультрафиолет (200-300 ангстрем). Описано, что сделано, а что еще предстоит. Предстоят новые малые и средние спутники.
О научных результатах в обзоре сказано немного. В основном речь в этой области идет об исследованиях звезд.
Существует много проектов на разных установкам (а также специализированные инструменты) для изучения темной энергии. Естестсвенно, речь идет лишь об изучении некоторых астрофизических явлений и параметров, которые в рамках моделей связаны с темной энергией, и т.о. можно косвенно определять ее параметры и свойства. Для каждого такого проекта авторы приводят короткое (на пару страниц) описание.
Рассматривается, как профессионалы и любители могут эффективно сотрудничать в области изучения тел солнечной системы и экзопланет.
WFIRST - Wide Field Infrared Space Telescope. Последнее время планировалось, что этот космический телескоп будет иметь диаметр зеркала чуть более 1 метра. Но недавно НАСА случайно получила в свое распоряжение два зеркала размером 2.4 метра. Поэтому срочно потребовался новый проект (тем более, что есть не только плюсы, связанные с большей аппертурой, но и некоторые минусы, определяемые свойствами зеркал).
В статье кратко обсуждается не только дизайн инструмента и его параметры, но и научная программа. В основном это космология, плюс немного внегалактической астрономии и экзопланет. Планируется, что из 5 лет миссии, полтора года отведут под наблюдения по заявкам.
Полное описание проекта см. в arxiv:1305.5422.
Обсудить в ЖЖ-сообществе
ru_astroph.
Обсудить на Астрофоруме в
Научной панораме.
Коллеги все надеются запустить космический лазерный интерферометр для поиска гравитационных волн - eLISA. Статья является частью заявки в ESA. Соответственно, материал достаточно популярный. В нем описывается, зачем нужен проект eLISA, как он планируется осуществляться и тп. Разумеется, в статье много астрофизического бэкграунда с картинками. ПОзнавательное чтение.
Большой понятный обзор по гравитационно-волновой астрономии. Упор сделан на работу LIGO, VIRGO после апгрейда (на типы источников, которые будут регистрировать, на их количество и тп.) и на одновременное обнаружение транзиентов в других диапазонах и видах излучения (гамма-всплески, нейтрино и т.д.).
CHEOPS - будущий европейский спутник. Задачей этого недорого проекта будет мониторинг транзитов небольших (земноподобные и сверхземли) планет, открытых по измерениям радиальных скоростей звезд, с целью определения радиуса эти объектов с высокой точностью. Запуск ожидается в 2017 году. Миссия должна проработать в научном режиме минимум три года. За это время ожидают имерить параметры примерно 500 планет.
Описан проект большой сети (более 40 телескопов на момент окончания) небольших (от 0.4 до 2 м) телескопов Las Cumbres Observatory Global Telescope Network. Два двухметровика - это телескопы Фолкеса. Пока закончена установка более четверти малых инструментов. Инструменты хорошо разбросаны по долготе. Все они стоят в довольно низких широтах и в северном, и в южном полушариях. Так что в итоге будет доступно все небо. Наблюдать будут не только в классичекой оптике, но и залезая в УФ и ИК, насколько позволяет атмосфера. Часть инструментов делают в России.
Описан проект электрон-адронного коллайдера. Это дальнейшее развитие LHC. Пока речь идет лишь о планах, раньше чем через 15 лет это вряд ли может начать работать. Но зато уж когда начнет .... Столкновения с участием лептонов важны для точного измерения параметров. Так что все это очень важно.
Отличный отчет, направленный на защиту обсерватории Университета Калифорнии. Это прекрасный пример документа, призванного аргументировано представить разные аспекты организации научной работы. В статье прекрасно описано, как функционируют современные обсерватории высокого уровня, какие задачи они решают, и почему отказ от такой формы организации исследований приведет к снижению эффективности.
На МКС будет установлено несколько астрономических инструментов. Среди них - рентгеновский монитор и наводящийся оптический телескоп с широким полем (эквивалентный диаметр почти 1.5 метра). В статье рассматривается, как эти инструменты помогут отслеживать с помощью электромагнитных волн источники всплесков гравволн.
Описан проект нового эксперимента по поиску стерильных нейтрино.
Еще одна статья о нейтринных экспериментах в ЦЕРНЕ: arxiv:1304.7111.
Хороший пример того, как заранее обсуждаются задачи и параметры будущих крупных проектов. Довольно большая группа ученых и инженеров (60 человек) около года обсуждала, какие основные задачи следует ставить перед будущими проектами по получению изображений экзопланет, и, соответственно, каковы технические требования.
Основная задача - получение изображения хотя бы одной планеты с земными параметрами в зоне обитаемости у звезды типа Солнца. Также к основным задачам относится изучение архитертуры близких планетных систем (от планет земного типа до гигантов) и получение данных о составе атмосфер. При этом измерение масс планет для такого проекта будет довольно сложным делом, а потому в список основных задач не входит.
Детали формально зависят от того, насколько часто планеты типа Земли встречаются в зонах обитаемости. Но цели миссии, грубо говоря, сводятся к возможности обнаружения двойника Земли в пределах 10 пк и довольно детального изучения в пределах 6 пк. Поскольку проекты заведомо не будут начаты ранее 2020 г., к тому времени статистика подрастет, и параметры можно будет уточнить, чтобы получить гарантированный результат за не слишком большие деньги.
Очередной обзор по наземной гамма-астрономии, где работают черенковские телескопы. В данном случае статья в основном посвящена науке. Про железо и планы написано совсем чуть-чуть. Основная часть содержит описание результатов, полученных при наблюдении объектов разных типов: пульсары, остатки сверхновых, тесные двойные, активные ядра и т.д.
Работа подтверждает мнение о том, что основные данные по околоземным астероидам будет собираться не в рамках узкоспециализированных проектов, а в результате обработки данных больших научных многозадачных обзорных программ. В данном случае представлен софт, являющийся результатом большой работы, который позволит системе Pan-STARRS эффективно выделять такие объекты.
Есть разные методики детектирования космических лучей сверхвысоких энергий. Тут важно, что они прилетают очень редко, зато порождают в атмосфере мощные ливни частиц. Поэтому в качестве тела детектора эффективно использовать всю атмосферу видимой части Земли, наблюдая из космоса. Эксперимент ANITA показал эффективность методов радиодетектирования. Теперь планируется делать это уже из космоса, ловя отраженный от Земли радиосигнал, порожденный ливнем частиц.
Спутник будет называться SWORD и похож он на кучу дачных антенн (их 16), объединенных вместе. Заработать он может уже в 2018 г. рассчитывают видеть сто событий в год на энергия выше 10 в 20 эВ.
См. также arxiv:1302.1257, где описан другой космический эксперимент по изучению космических лучей - CALET. Он заработает на МКС в следующем году. Там изучаются частицы меньшей энергии, и целью отчасти является изучение темного вещества.
Кратко описан детектор LUX. Сейчас он начал работу в подземной лаборатории в Южной Дакоте. Предполагается, что в это году пройдет короткий научный прогон (до этого детектор тщательно тестировали на поверхности, и уже провели некторые тесты под землей). После чего будет запущен полноценный годичный цикл. Задача - найти темное вещество. Детектор очень чувствительный. В конце 2014 будем ждать результатов.
Интересный проект. Это не настоящий proposal. Его разработали аспиранты и постдоки в рамках Летней школы JPL. Задача состоит в изучении астероидов-троянцев. Эта проблема была выделена в недавнем Planetary Decadal Survey. В проекте предлагается один астероид изучить детально, а один - с пролетной траектории.
Кратко описаны европейские планы по наблюдениям с помощью интерферометров со сверхдлинной базой на ближайшие несколько лет. Это еще эра до-SKA. Разумеется, некоторое внимание уделено и актуальным научным задачам, но в основном все о железе.
Детектор XMASS должен выполнять много задач по поиску экзотических частиц и процессов. Пока он работает для поиска частиц темного вещества. В статье детально описан этот проект. Речь идет о железе, а не о научных задачах.
См. также статью arxiv:1301.2966 о детекторе NEXT-100.
Описан прототип низкочастотного инструмента в составе SKA. Он строится в Австралии, где и будет стоять собственно низкочастотная часть будущей системы радиотелескопов (основная же часть SKA будет в Южной Африке). Это единственный инструмент такого типа и уровня в южном полушарии (на севере есть LOFAR), соответственно, даже прототип может выполнять важные научные (а не только технические) задачи.
Прибор будет работать на частотах 80-300 МГц. При собирающей площади под 3000 кв. метров, максимальной базе между элементами почти 3 км и поле звения более 600 кв. градусов инструмент представляет собой мощную машину. В статье как раз в основном рассказывается о научных задачах.
Создание инструмента заканчивается, и в начале 2013 года он уже будет полностью в рабочем состоянии.
Подробно описан эксперимент, как он развивался и первые результаты. Несколько лет назад одна из групп заявила о том, что на уровне 4-сигма они видят эффект. Далеко не все им поверили, и сейчас развивается два эксперимента для проверки этого утверждения. GERDA - один из них.
Историю разработки SKA можно увести в далекое прошлое (скажем, в 1971 год). На самом деле, конечно, какой-то четкой даты нет. Просто давно начали обсуждать проект крупного многоэлементного инструмента для радиоастрономии. Даже, когда появилась собственно идея SKA (собственно современное имя проект получил только в 1998), дизайн потом многократно изменялся. Ключевым годом в истории SKA можно считать 1990й. Как бы то ни было, вся история развития проекта сжато изложена в предлагаемой заметке.
Авторы предлагают интересную космическую программу - пилотируемую миссию в точку L2. Оттуда видна и Земля и обратная сторона Луны. Т.о., с корабля можно будет управлять роверами и роботами на обратной стороне Луны (что важно и для исследований Луны, и для, скажем, монтажа низкочастотного радиотелескопа). Кроме того, программа помодет отработать технологии для исследований глубокого космоса, т.к. во многих программах в этом направлении обсуждается использование точки L2 в рамках пилотируемых полетов.
Обсудить в ЖЖ-сообществе
ru_astroph.
Обсудить на Астрофоруме в
Научной панораме.
По сути - это книга. Детально описано как и на основании чего астрофизическими методами пытаются обнаружить темное вещество. Подробно рассмотрено, что мы думаем о распределении и свойствах темного вещества в нашей Галактике, а также в ее спутниках.
Этот обзор прекрасно дополняется другим, посвященным лабораторным поискам темного вещества.
Описан новый эксперимент по поиску частиц темной материи, который будет вестись в подземной лаборатории в Хоумстейке (Южная Дакота, США). Как и некоторые из предшественников этот проект будет использовать жидкий ксенон в качестве рабочего тела.
Подробно описан проект новой установки в Фермилабе. Задачей будет исследование нарушения "ароматовой симметрии" в реакциях с заряженными лептонами. Конкретно, будет исследоваться насколько часто происходит процесс, когда отрицательно заряженный мюон в поле ядра превращается в электрон относительно процесса захвата мюона ядром (при этом заряд ядра уменьшается на единицу и испускается мюонное нейтрино). В проекте участвуют учение из ОИЯИ и ИЯИ. Проект должен стоит 200-300 миллионов и на его создание уйдет 5-7 лет.
В статье детально описывается работа телескопа VISTA для проведения инфракрасных обзоров неба, полученные результаты и, самое главное, научный архив, где доступен первый релиз данных. В некотором смысле данные VISTA дополняют обзор UKIDSS, проведенный на северном небе.
Сейчас доступны обзоры:
Описан новый проект, который получил одобрение на первичную разработку и исследования. Это космический 70-сантиметровый телескоп видимого диапазона с коронографом. Он специально предназначен для исследования экзопланетных систем и протопланетных дисков. Существенным аспектом является именно отработка технологий, позволяющая исследовать внутренние части экзопланетных систем и дисков.
Следующими большими проектами в рентгеновской астрономии будут российский Спектр-РГ и японская ASTRO-H. Оба аппарата должны быть запущены в 2014 г. У них разные задачи. так что они не конкурируют, а дополняют друг друга. В статье речь идет о втором - об ASTRO-H.
На аппарате будет 4 инструмента. Основной задачей будет получение спектров высокого разрешения и измерение поляризации. В статье достаточно подробно описана будущая обсерватория.
Кратко описнао состояние дел на системе радиотелескопов LOFAR, представлены свежие результаты по пульсарам, а также обсуждается грядущее развитие и апгред.
Есть несколько инструментов, являющихся в той или иной степени прототипами SKA. В ближайшее время на них начнутся (или уже идут) обзоры в континууме. Основная цель - исследования эволюции галактик (т.е., по сути, - космология) Авторы детально рассматривают эти проекты, обсуждают, какие сложные технические задачи тут возникают.
STE-QUEST - это планируемый космический проект Space-Time Explorer and Quantum Equivalence Principle Space Test. Авторы обсуждают, как с его помощью можно проверить результаты по т.н. "пролетной аномалии" (flyby anomaly), полученные в ходе анализа телеметрии миссий Galileo, NEAR, Cassini и Rosetta.
Поиск двойного безнейтринного бета-распада - важная задача. Уже давно люди пытаются его обнаружить - но все напрасно. В работе дается подробный обзор этих поисков с помощью разных методов.
Практически в популярной форме рассказано, что данные спутника Gaia дадут в смысле понимания структуры и эволюции Галактики.
См. также arxiv:1209.6280.
Основной задачей для SKA все-таки будет космология. В обзоре детально рассматривается, что планируется узнать, вглядываясь в космические дали на длине волны 21см (с учетом красного смещения).
В Архив выкладываются работы, написанные по случаю юбилея Парксовского радиотелескопа. В данной статье рассказана история его создания. Задачей было сделать установку мирового уровня, которая позволила бы Австралии получать результаты на уровне "большой науки". Задача была решена. Отмечу, что по ходу, люди там и Wi-Fi придумали.
См. также другие статьи из этого сборника: arxiv:1210.0976, arxiv:1210.0977, arxiv:1210.0978.
Описан интересный проект в области космических лучей. С баллона наблюдается отраженный сигнал черенковского излучения от широких атмосферных ливней. Аппаратура уже работала, а недавно был проведен апгрейд. Современное состояние дел кратко представлено в заметке.
Описан проект российского спутника для наблюдений в гамма-диапазоне. На мой взгляд, спутник не будет готов и запущен в обещаемом 2018 году, а потому может оказаться не очень эффективным и полезным, т.к. большая часть результатов будет цже получена другими методами. Тем не менее, это будет крупная гамма-обсерватория (превосходящая по параметрам Fermi). И, если данные с нее использовать эффективно (в частности, быстро делать их общедоступными), то можно будет получать интересные результаты.
LOFT - один из четырех проектов, претендующих на то, чтобы через 10 полететь в рамках программы Cosmic Vision ЕКА. Это миссии среднего класса. В Архив выложено сразу несколько работ, полностью описывающий этот проект в его современном виде. В данной статье дается общее описание. Технические детали можно найти в сопутствующих статьях: arxiv:1209.1498, arxiv:1209.1499, arxiv:1209.1500, arxiv:1209.1501, arxiv:1209.1502, arxiv:1209.1503.
Научные задачи аппарата в первую очередь включают в себя тайминг источников с нейтронными звездами и черными дырами (в основном в галактических тесных двойных системах).
Очередная попытка представить, зачем астрофизика нужна Луна. Кроме банальностей типа более точного измерения расстояния с помощью лазеров и исследования статистики кратеров, единственным аргументом по-прежнему остается установка низкочастотных радиотелескопов на обратной стороне. Собственно, это еще раз убеждает, что кроме радиотишины на обратной стороне, Луна больше как площадка ни зачем не нужна.
В статье сведены воедино основные научные задачи телескопа eROSITA, который должен быть запущен в 2014 году на борту спутника Спектр-РГ. Основные задачи проекта связаны с наблюдением скоплений галактик для решения космологических задач, но, поскольку будет сделано несколько полных обзоров неба с глубиной, ранее недоступной, то ожидается много результатов и по активным ядрам, и по рентгеновским двойным, и даже по звездам и экзопланетам.
Большие научные проекты - это LIGO, LHC, SKA. Они дают (или будут давать) более петабайта данных в год. С этим надо что-то делать. Собственно, в документе и обсуждается что, как, зачем и почему.
WFIRST - был назван в Decadale survey одним из приоритетов. Однако, проблемы с JWST и серьезные намерения ESA запустить в 2020 году Euclid поставили проект под угрозу. Сейчас существует две версии миссии. Вторая была разработана во-первых, чтобы избежать пересечений с Euclid, во-вторых, чтобы немножко уменьшить стоимость. Основные задачи: экзопланеты, космоглогия, внегалактическая астрономия и немного структуры Галактики.
Предсказания по содержанию гелия и дейтерия хорошо соответствуют данным наблюдений. А вот с литием - проблемы. В чем они заключаются, и какими могут быть возможные решения, - рассказывается в обзоре.
С другой стороны свежий результат сюда еще не успел войти.
Радионаблюдения, проведенные с очень высоким разрешение, дали возможность обнаружить линейную структуру, центрированную на Sgr A*. Авторы думают, что это истечение, вызванное релятивистским джетом. Авторы полагают, что произошедшая несколько сот лет назад вспышки центральной черной дыры могла привести и к появлению джета, и к мощному потоку, "эхо" которого мы сейчас наблюдаем как флуоресцентное излучение из центральных 100 пк.
В докладе представлены основные направления и тенденции в нейтринной физике, связанной с работой ускорителей. Планы связаны с созданием новых лабораторий, куда (как сейчас в Гран-Сассо) идет пучок нейтрино, сформированной благодаря работе ЦЕРНовских ускорителей, а также с участием в аналогичных (а также реакторных) экспериментах, проводимых и вне Европы.