WMAP

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 Джонса 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.

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

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 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

Карта микроволнового излучения, построенная WMAP

Состав Вселенной по данным WMAP

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