29 октября 2023 года стартует миссия INFUSE, предназначенная для исследования тайн возникновения новых звёздных систем через изучение вспышек сверхновых. Ракета-зонд стартует с полигона Уайт-Сэндс в Нью-Мексико.
Ежегодно созвездие Лебедь привлекает астрономов северного полушария. Особым артефактом ночного неба прямо над этим созвездием является Туманность Вуаль, которая стала излюбленным объектом наблюдений как любителями астрономии, так и научными исследователям. Она представляет собой остаток звезды, размер которой в прошлом превышал массу нашего Солнца в 20 раз. Примерно 20 000 лет назад эта гигантская звезда подверглась гравитационному коллапсу, в результате чего произошла яркая вспышка сверхновой. Даже на расстоянии в 2600 световых лет яркость этого события была достаточной, чтобы его можно было бы наблюдать с Земли его даже при дневном свете.
Вспышки сверхновых являются неотъемлемой частью жизненного цикла звезды. Они выбрасывают в окружающее пространство тяжёлые элементы, образовавшиеся в сердцевине звезды, которые впоследствии становятся источником химических элементов, превосходящих по массе железо. В результате из распылённых облаков пыли и газа, оставшихся после вспышки, с течением времени постепенно формируются планеты, звёзды и новые звёздные системы.
Туманность Вуаль предоставляет уникальную возможность наблюдать недавнюю вспышку сверхновой в её активной стадии. Это огромное облако, превышающее по размерам 120 световых лет, до сих пор продолжает с расширяться со скоростью около 1,5 миллиона километров в час.
То, что астрономы улавливают телескопами, относится не к самому взрыву, а к пыли и газу, перегретым от ударной волны и проявляющим себя в виде свечения при охлаждении. Чтобы изучить ударную волну, профессор Бриан Флеминг и его команда разработали телескоп, способный регистрировать ультрафиолетовое излучение, имеющее слишком высокую энергию для восприятия человеческим зрением. Этот свет поможет раскрыть свечение пыли и газа, которые подверглись воздействию ударных волн, и по-прежнему сохраняют высокую температуру после этого процесса.
Миссия INFUSE представляет собой инновационный спектрограф, который стал первым прибором своего рода, отправляющимся в космос. Этот инструмент объединяет преимущества двух способов: создания оптических изображений и спектроскопии. Современные оптические телескопы обладают превосходными камерами, позволяющими точно определить направление света и его пространственное расположение. Но они не могут разделить свет на его различные длины волн, и в итоге в полученном изображении разные спектры наложены друг на друга.
В свою очередь, спектроскопия производит разделение светового пучка на его составляющие — определённые спектры, подобно разделению луча света призмой на радугу. Эта процедура поможет раскрыть множество дополнительной информации о составе источника света, его температуре и динамике происходящих процессов. Однако спектроскопия может помочь проанализировать только узкую полоску света за один раз, аналогично взгляду на ночное небо через узкую замочную скважину.
Прибор INFUSE создаёт изображение, а затем «разрезает» его — спектрометр разделяет каждую полоску на спектр. Эти данные могут быть восстановлены в трёхмерный «куб данных» — стопку изображений, где каждый слой раскрывает определённую длину волны света.
Используя данные, полученные от INFUSE, профессор Флеминг и его команда смогут не только идентифицировать конкретные элементы и их температуру, но и проанализировать расположение этих элементов вдоль ударной волны.
INFUSE будет запущен в космос на борту ракеты-зонда. Это миниатюрные ракеты, которые взлетают в космос на несколько минут для сбора научных данных. В миссии будет запущена двухступенчатая ракета Black Brant 9, её пиковая высота составит около 240 километров, после чего с помощью парашюта она спустился на землю для последующего восстановления. Команда уже запланировала модернизацию инструмента и повторный запуск. Более того, некоторые части ракеты уже используются повторно после предыдущего запуска для миссии DEUCE, состоявшейся в Австралии в 2022 году.