PROFILPELAJAR.COM

ULTRASAT (Ultraviolet Transient Astronomy Satellite, супутник для ультрафіолетової швидкоплинної астрономії) — це космічний телескоп у форматі малого супутника з великим полем зору (210 квадратних градусів), який виявлятиме та відстежуватиме швидкоплинні астрономічні події в ближньому ультрафіолеті (220–280 нм). ULTRASAT буде спостерігати велику ділянку неба, кожні шість місяців переключаючись між південною та північною півкулями. Супутник буде виведений на геосинхронну орбіту на початку 2026 року^[1]^[2]. Усі дані ULTRASAT будуть передаватися на землю в режимі реального часу. Після виявлення швидкоплинної події ULTRASAT протягом 20 хвилин надаватиме сповіщення іншим наземним і космічним телескопам, які будуть спрямовані на джерело для подальшого спостереження за подією в інших діапазонах довжин хвиль.

ULTRASAT вивчатиме гарячий швидкоплинний Всесвіт. Завдяки вищій чутливості телескопа, доступний для виявлення нестаціонарних джерел об’єм буде для ULTRASAT в 300 разів більший, ніж у найчутливішого ультрафіолетового супутника на сьогоднішній день GALEX. Його можна порівняти з найбільшим наземним оптичним телескопом для огляду перехідних процесів, який планує розпочати роботу в 2023 році, обсерваторією Віри Рубін.

Космічний апарат ULTRASAT побудує Israel Aerospace Industries, а телескоп – підрозділ El-Op компанії Elbit Systems. ULTRASAT спільно фінансується та управляється Ізраїльським космічним агентством^[3] та Вейцманівським інститутом під науковим керівництвом Вейцманівського інституту та за значного внеску німецікого наукового центру DESY. Планується 3-річна робота ULTRASAT на геостаціонарній орбіті. Його невелика маса 160 кг і об'єм менший за 1 м³ дозволяють запускати геостаціонарну орбіту як вторинний корисний вантаж.

Історія

Ініціатива ULTRASAT зʼявилась в 2010 році під час дискусій між вченими Інститутом Вейцмана і Каліфорнійського технологічного інституту разом із Ізраїльським космічним агентством для задоволення потреби в ширококутному космічному телескопі для вивчення швидкоплинних астрономічних подій на невеликих супутниках,які б підходить за форматом для програми Експлорер. На етапі попереднього дослідження були розглянуті інші спектральні діапазони, включаючи рентгенівське випромінювання. Ультрафіолетове випромінювання було обрано через наявність надійних технологій, вищі шанси на успіху місії та необхідність подальшого дослідження цього спектрального діапазону^[4]. Очікується, що завдяки такому супутнику швидкість виявлення змінних і швидкоплинних ультрафіолетових джерел може зрости на кілька порядків^[5] і що ULTRASAT зможе виявляти сотні подій приливного руйнування на рік^[6].

Проєкт спочатку називався LIMSAT, і був перейменований на ULTRASAT у 2011 році, коли було подано пропозицію в НАСА для участі в конкурсі 2012 Mission of Opportunity у співпраці з дослідницьким центром Еймса НАСА. Через скорочення бюджету НАСА того року не була обрана жодна пропозиція. Після значних змін у конфігурації телескопа, запланованій орбіті та будові супутника в грудні 2014 року у співпраці з Лабораторією реактивного руху було подано нову пропозицію, яка отримала рейтинг «Категорія II», що означає високі наукові та технологічні переваги, але не була обрана для фінансування. Поточний проект не залучатиме НАСА. Від концепції восьми малих ультрафіолетових телескопів-рефракторів на супутнику на низькій навколоземній орбіті ULTRASAT розвинувся до одного телескопа Шмідта з широким полем зору на геосинхронній орбіті.

Наука

ULTRASAT має значно перевершити результати, отримані попередньою ультрафіолетовою космічною місією GALEX^[7]. Широке поле зору та передові ультрафіолетові детектори дозволять виявляти швидкоплинні ультрафіолетові джерела в космічному об’ємі, який у 300 разів перевищує об’єм GALEX^[8].

Оцінюється, що він виявлятиме понад 100 наднових на рік^[9] менш ніж за добу після вибуху. Оскільки ультрафіолетові сигнали від наднових передують оптичним сигналам, ULTRASAT дозволить виявляти наднові на ранній стадії, коли її крива блиску ще не забруднена пізнішими процесами.

ULTRASAT спостерігатиме велике поле зору за допомогою високочутливої УФ-камери з часом повторення зображення всього 5 хвилин. Щоб максимізувати кількість виявлених подій, він спостерігатиме регіони на високих галактичних широтах, уникаючи Чумацького Шляху з його високою концентрацією близьких зір і галактичним пилом, який блокує більшу частину світла від далеких галактик, де відбуваються найцікавіші для телескопа події.

ULTRASAT також буде вимірювати ультрафіолетове світло від великої кількості зір у полі зору з високою часовою роздільною здатністю, що, можливо, дозволить виявити проходження екзопланет^[10]^[11].

ULTRASAT також можна буде наводити на обʼєкти, знайдені іншими телескопами. Однією з ключових наукових цілей ULTRASAT є відкриття електромагнітного випромінювання після виявлення гравітаційних хвиль від кілонових - подій злиття подвійних систем за участю нейтронних зір^[12]. Очікується, що широке поле зору ULTRASAT зможе повністю охопити межі кутової похибки сучасних детекторів гравітаційних хвиль і дозволить точно локалізувати подію, що дасть змогу далі досліджувати її за допомогою наземних оптичних та інфрачервоних інструментів, чутливих до більш довгохвильового випромінювання, яке має виникати пізніше в шоді вибуху гіпернової.

Також очікується, що ULTRASAT зможе детектувати сигнали від подій припливного руйнування зір надмасивними чорними дірами.

Інші астрофізичні джерела, здатні створювати цікаві для ULTRASAT швидкоплинні ультрафіолетові сигнали, включають післясвітіння гамма-спалахів, активні ядра галактик, змінні та спалахуючі зорі.

Примітки

↑ Foust, Jeff (22 січня 2023). NASA to cooperate on Israeli astrophysics mission. SpaceNews. Процитовано 23 січня 2023.
↑ Fisher, Alise (17 лютого 2023). NASA to Launch Israel’s First Space Telescope. NASA. Архів оригіналу за 1 квітня 2023. Процитовано 22 травня 2023.
↑ Israel Space Agency, “ULTRASAT project”. Архів оригіналу за 12 грудня 2015. Процитовано 22 травня 2023.
↑ Barstow, M., 2004 "Does ultraviolet astronomy have a future?", Astronomy and Geophysics Oct 2004
↑ Gezari et al, 2013,"The GALEX Time Domain Survey", The Astrophysical Journal, Volume 766, Issue 1, article id. 60
↑ Arcavi et al, 2014, "A Continuum of H- to He-rich Tidal Disruption Candidates With a Preference for E+A Galaxies", The Astrophysical Journal, Volume 793, Issue 1, article id. 38
↑ Welsh et al, 2005, The Astronomical Journal 130 825 DOI:10.1086/431222
↑ Martin et al, 2005, “The Galaxy Evolution Explorer: A Space Ultraviolet Survey Mission”, The Astrophysical Journal, Volume 619, Issue 1, pp. L1-L6
↑ Ganot et al, 2015, “The detection rate of early UV emission from supernovae: A dedicated GALEX/PTF survey and calibrated theoretical estimates”
↑ Gottesman et al, 2012, "Exoplanets detection in the UV: ULTRASAT – The first Israeli space research mission", Israel Physical Society Conference 2012
↑ Ofir et al, 2015, "Finding unique exoplanets with ULTRASAT", International Astronautical Congress 2015, Session B4.2.3
↑ Arcavi, Iair, 2018, The First Hours of the GW170817 Kilonova and the Importance of Early Optical and Ultraviolet Observations for Constraining Emission Models, https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/aab267 [Архівовано 2023-05-22 у Wayback Machine.]

Література

Sagiv et al., October 2015, "ULTRASAT – the Ultraviolet Transient Astronomy Satellite" IAC 2015, Session B4.2.2
Sagiv et al., April 2014, “Science with a wide-field UV transient explorer”, Astronomical Journal, Vol. 147:79
Soumagnac et al., October 2015, "A survey of eclipsing binaries with the Ultraviolet Transient Astronomy Satellite (ULTRASAT)", IAC 2015, Session A7.2.1
Mahabal et al., March 2008, “Automated probabilistic classification of transients and variables”, Astronomische Nachrichten, Volume 329, Issue 3
ULTRASAT at the Weizmann Institute of Science website