WMAP ( англ. Wilkinson Microwave Anisotropy Probe ) — космический аппарат НАСА , предназначенный для изучения реликтового излучения , образовавшегося в результате Большого взрыва . 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 . 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 . 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 . Результаты этой миссии были первыми и вторыми в списке «Супер-горячих статей в науке в 2003 году» . Из наиболее часто упоминаемых статей по физике и астрономии в базе данных 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 . 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 .

• 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 .

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 ) :

• возраст Вселенной : (13.73 ± 0.12)⋅10 ⁹ 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 : . Bibcode : . doi : .
• Bennett, C.; et al. (2003b). "First-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Foreground Emission". Astrophysical Journal Supplement . 148 (1): 97—117. arXiv : . Bibcode : . doi : .
• Hinshaw, G.; et al. (2007). "Three-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP1) Observations: Temperature Analysis". Astrophysical Journal Supplement . 170 (2): 288—334. arXiv : . Bibcode : . doi : .
• Hinshaw, G.; et al. (Feb 2009). WMAP Collaboration. "Five-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe Observations: Data Processing, Sky Maps, and Basic Results". The Astrophysical Journal Supplement . 180 (2): 225—245. arXiv : . Bibcode : . doi : .

Ссылки

• (англ.)
• (англ.)