NASA отправит новый телескоп StarBurst на Falcon 9 для поиска слияний нейтронных звёзд

NASA выбрало SpaceX для запуска космического гамма-телескопа StarBurst, предназначенного для поиска коротких гамма-всплесков от слияний нейтронных звёзд. Небольшой спутник отправится на низкую околоземную орбиту не ранее 2028 года на ракете Falcon 9 в составе совместной миссии Bandwagon.

Запуск состоится с комплекса SLC-40 на базе Космических сил США на мысе Канаверал во Флориде. NASA приобрело место на ракете по программе VADR, через которую агентство заказывает отдельные и совместные запуски для сравнительно небольших космических аппаратов. StarBurst входит в программу Astrophysics Pioneers, предназначенную для недорогих астрофизических миссий на малых спутниках и других компактных платформах.

Главной целью StarBurst станут короткие гамма-всплески — чрезвычайно мощные импульсы гамма-излучения продолжительностью обычно менее нескольких секунд. Одним из основных источников таких событий являются слияния нейтронных звёзд. При сближении эти сверхплотные остатки массивных звёзд теряют энергию в виде гравитационных волн и в конечном итоге сталкиваются, выбрасывая вещество и формируя релятивистские струи. Если одна из них направлена в сторону Земли, наблюдается короткий гамма-всплеск.

StarBurst должен регистрировать именно самое раннее гамма-излучение таких событий. Его единственный научный прибор включает 12 сцинтилляционных детекторов из йодида натрия, работающих в диапазоне энергий примерно от 30 килоэлектронвольт до 20 мегаэлектронвольт. Поле зрения составляет около восьми стерадиан, что позволит одновременно наблюдать практически всю часть неба, не закрытую Землёй.

Эффективная площадь детектора более чем в пять раз превышает соответствующий показатель прибора Gamma-ray Burst Monitor космического телескопа Fermi. NASA рассчитывает, что StarBurst сможет обнаруживать до десяти коротких гамма-всплесков в год.

Особое значение будут иметь события, которые одновременно зарегистрируют StarBurst и наземные гравитационно-волновые обсерватории. Такой подход позволяет изучать один космический процесс сразу по нескольким сигналам — электромагнитному излучению и гравитационным волнам. Это направление получило название многоканальной астрономии.

Первый подобный случай произошёл 17 августа 2017 года. Детекторы LIGO и Virgo зарегистрировали гравитационные волны GW170817 от слияния двух нейтронных звёзд, а спутники Fermi и INTEGRAL почти одновременно зафиксировали гамма-всплеск. Наблюдения десятков телескопов подтвердили связь коротких гамма-всплесков со слияниями нейтронных звёзд и позволили изучить образование тяжёлых элементов, включая золото и платину.

Новые совместные наблюдения помогут определить, какие системы порождают короткие гамма-всплески, что остаётся после столкновения нейтронных звёзд и как ведёт себя вещество при экстремальных плотностях. StarBurst также предназначен для изучения структуры релятивистских струй, возникающих во время таких катастрофических событий.

Сам научный прибор уже прошёл вибрационные и температурно-вакуумные испытания в Центре космических полётов имени Маршалла. После сборки спутник должен работать на низкой околоземной орбите как минимум один год.