WMAP

WMAP
Wilkinson Microwave Anisotropy Probe
Аппарат WMAP
Заказчик	NASA
Оператор	НАСА
Задачи	изучение реликтового излучения
Стартовая площадка	мыс Канаверал
Ракета-носитель	Дельта-2 7425-10
Запуск	30 июня 2001 19:46:00 UTC
COSPAR ID	2001-027A
SCN	26859
Технические характеристики
Масса	840 кг
Размеры	3,8×5 м;
Мощность	419 Вт
map.gsfc.nasa.gov
Медиафайлы на Викискладе

WMAP (англ. Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) — космический аппарат НАСА, предназначенный для изучения реликтового излучения, образовавшегося в результате Большого взрыва^[1][2]. Миссия была разработана в рамках партнерства между Центром космических полётов имени Годдарда НАСА и Принстонским университетом и возглавлялась профессором Чарльзом Л. Беннеттом из Университета Джона Хопкинса^[3]. Космический аппарат WMAP был запущен 30 июня 2001 года из Флориды. WMAP смог выполнить космическую миссию COBE и стал вторым космическим кораблём среднего класса (MIDEX) в программе NASA Explorers. Изначально аппарат назывался MAP (англ. «карта»). После кончины одного из научных руководителей проекта, Дэвида Уилкинсона (Wilkinson) 5 сентября 2002 года, спутник был переименован в его честь^[3]. После девяти лет работы WMAP был отключён в 2010 году после запуска более совершенной космической обсерватории Планк, запущенной Европейским космическим агентством в 2009 году.

С октября 2001 по 2009 год передавал на Землю результаты сканирования небесной сферы; на основе данных была составлена радиокарта неба на нескольких длинах волн: от 1,4 см до 3 мм. Измерения WMAP сыграли ключевую роль в создании текущей Стандартной модели космологии: модели лямбда-CDM.

Миссия получила различные награды: согласно журналу Science, WMAP стал прорывом года в 2003 году^[4]. Результаты этой миссии были первыми и вторыми в списке «Супер-горячих статей в науке в 2003 году»^[5]. Из наиболее часто упоминаемых статей по физике и астрономии в базе данных INSPIRE-HEP^[англ.] с 2000 года были опубликованы только три, и все три являются публикациями WMAP. Беннетт, Лайман А. Пейдж-младший и Дэвид Н. Сперджел поделили между собой Шоу-приз 2010 года в области астрономии за их работу над WMAP^[6]. Беннетт и научная команда WMAP в 2012 году были награждены премией Грубера по космологии. Приз за прорыв в фундаментальной физике в 2018 году был присуждён Беннетту, Гари Хиншоу, Норману Яросику, Пейджу, Спергелю и научной команде WMAP.

Сведения об аппарате

Аппарат был доставлен в Космический центр Кеннеди 20 апреля 2001 г. После двухмесячного прохождения тестов и проверок был запущен 30 июня на борту ракеты-носителя Дельта-2.

Достиг точки Лагранжа 1 октября 2001 года. Первое полнообзорное сканирование небесной сферы завершил в апреле 2002 года.

Первоначально предполагалось, что продолжительность активного существования зонда составит 27 месяцев, из которых 3 месяца уйдут на перемещение аппарата в точку либрации L2, а ещё 24 месяца — собственно на наблюдения микроволнового фона. По завершении ожидаемого срока работы было решено продлить миссию до сентября 2009 года^[7].

• Размеры: 3,8×5 м;
• Масса: 840 кг;
• Орбита: Орбита Лиссажу около точки Лагранжа L2 системы Солнце-Земля в 1,5 млн км от Земли.
• Чувствительность радиометров: 20 микрокельвинов на пиксел (квадрат со стороной 0,3°).

6 октября 2010 года НАСА объявило, что спутник закончил свою миссию и будет отправлен на орбиту захоронения^[8].

Научные результаты

Собранная WMAP информация позволила учёным построить самую детальную на сегодняшний день карту флуктуаций температуры распределения микроволнового излучения на небесной сфере (если исключить данные полученные с Planck). Ранее подобную карту удалось построить по данным аппарата НАСА COBE, однако её разрешение существенно — в 35 раз — уступало данным, полученным WMAP.

Данные WMAP показали, что распределение температуры реликтового излучения по небесной сфере соответствует полностью случайным флуктуациям с нормальным распределением. Параметры функции, описывающей измеренное распределение, согласуются с моделью Вселенной, состоящей:

• на 4 % из обычного вещества,
• на 23 % из так называемой тёмной материи (возможно, из гипотетических тяжёлых суперсимметричных частиц) и
• на 73 % из тёмной энергии, вызывающей ускоренное расширение Вселенной.

Данные WMAP позволяют утверждать, что тёмная материя является холодной (то есть состоит из тяжёлых частиц, а не из нейтрино или каких-либо других лёгких частиц). В противном случае лёгкие частицы, движущиеся с релятивистскими скоростями, размывали бы малые флуктуации плотности в ранней Вселенной.

Среди других параметров, из данных WMAP определены (исходя из ΛCDM-модели, то есть фридмановской космологической модели с Λ-членом и холодной тёмной материей англ. Cold Dark Matter)^[9][10]:

• возраст Вселенной: (13.73 ± 0.12)⋅10⁹ лет;
• постоянная Хаббла: 71 ± 4 км/с/Мпк;
• плотность барионов в настоящее время: (2,5 ± 0,1)⋅10⁻⁷ см⁻³;
• параметр плоскостности Вселенной (отношение общей плотности к критической): 1,02 ± 0,02;
• суммарная масса всех трёх типов нейтрино: <0,7 эВ.

Результаты WMAP были уточнены космической обсерваторией «Планк» Европейского космического агентства.

См. также

• РЕЛИКТ-1

Примечания

Литература

• Bennett, C.; et al. (2003a). "The Microwave Anisotropy Probe (MAP) Mission". Astrophysical Journal. 583 (1): 1—23. arXiv:astro-ph/0301158. Bibcode:2003ApJ...583....1B. doi:10.1086/345346.
• Bennett, C.; et al. (2003b). "First-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Foreground Emission". Astrophysical Journal Supplement. 148 (1): 97—117. arXiv:astro-ph/0302208. Bibcode:2003ApJS..148...97B. doi:10.1086/377252.
• Hinshaw, G.; et al. (2007). "Three-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP1) Observations: Temperature Analysis". Astrophysical Journal Supplement. 170 (2): 288—334. arXiv:astro-ph/0603451. Bibcode:2007ApJS..170..288H. doi:10.1086/513698.
• Hinshaw, G.; et al. (Feb 2009). "Five-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe Observations: Data Processing, Sky Maps, and Basic Results". The Astrophysical Journal Supplement. 180 (2). WMAP Collaboration: 225—245. arXiv:0803.0732. Bibcode:2009ApJS..180..225H. doi:10.1088/0067-0049/180/2/225.

Ссылки

• Публикация авторов проекта WMAP (англ.)
• Страница WMAP на сайте НАСА (англ.)
• Статья в «Новостях космоноавтики»
• Что измерил WMAP. Статья в «Астронете»
• Nine-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Final Maps and Results
• Nine-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Cosmological Parameter Results