Итальянский астрофизик исследует реликтовое излучение на станции Амундсен-Скотт

Итальянский астрофизик София Фатигони проводит на станции Амундсен-Скотт критически важные исследования космического микроволнового фона (КМФ). Станция расположена на Южном полюсе, где температура регулярно опускается до отметки -50°C с учетом ветрового охлаждения. База находится на высоте 2835 метров над уровнем моря на Антарктическом ледяном щите и названа в честь первооткрывателей полюса, достигших его в 1911 и 1912 годах.

Экстремальные условия — холод и удаленность — обеспечивают минимальное загрязнение воздуха и практически полное отсутствие влажности, что создает идеальную среду для астрофизических наблюдений. Основное внимание доктора Фатигони сосредоточено на проекте телескопа BICEP Array. Цель проекта — обнаружение следов первичных гравитационных волн, запечатленных в КМФ. Эти волны, согласно космологическим моделям, возникли в первые мгновения после Большого взрыва, в эпоху космической инфляции.

Обнаружение B-мод поляризации КМФ послужит прямым экспериментальным подтверждением инфляционной теории. Космический микроволновый фон, известный как реликтовое излучение, представляет собой остаточное тепло, сохранившееся с момента «последнего рассеяния» — примерно через 380 тысяч лет после Большого взрыва. Спектр этого излучения соответствует абсолютно черному телу с температурой 2,725 Кельвина.

Проект BICEP Array является продолжением серии экспериментов, включающей BICEP1 (2006–2008 гг.) и BICEP2 (2010–2012 гг.). Текущий массив состоит из четырех криогенных телескопов, первый из которых начал сбор данных в 2019 году, а второй — в 2022 году. Инструменты нацелены на измерение поляризации КМФ с высокой точностью, чтобы отделить сигнал первичных гравитационных волн от помех, таких как галактическая пыль, которая ранее влияла на анализ данных BICEP2 в 2014 году.

Жизнь на станции, управляемой Национальным научным фондом США в рамках Американской антарктической программы (USAP), с постоянным полярным днем, сменяющимся шестимесячной ночью, поразительно напоминает условия на Марсе. Станция рассчитана на пребывание до 150 человек летом и около 50 зимой, которые остаются в полной изоляции с середины февраля до конца октября. Из-за движения ледяного щита, смещающегося примерно на 10 метров в год, требуется ежегодная корректировка маркера географического Южного полюса. Уникальные характеристики этого места делают его незаменимым для астрофизики, включая работу таких установок, как нейтринная обсерватория IceCube.

Исследования, проводимые Софией Фатигони и ее коллегами, имеют фундаментальное значение, поскольку они стремятся пролить свет на самые ранние моменты существования Вселенной. Успешное детектирование B-мод, вызванных гравитационными волнами, позволит превратить инфляционную модель из умозрительной концепции в эмпирически доказанный факт, открывая новую эру в космологии.