Близкие барстеры и Мышка в центре Галактики

27 Сен 2019

На новом изображении, построенном с помощью российского рентгеновского телескопа ART-XС на борту орбитальной обсерватории «Спектр-РГ», показаны два источника в области Галактического центра: маломассивные рентгеновские двойные системы SLX 1744-299 и SLX 1744-300. Угловое разрешение телескопа позволило увидеть их как два отдельных объекта, а также различить визуально близкую к ним туманность Мышка. Рядом с ним помещено изображение той же области неба, полученное российским телескопом АРТ-П на борту обсерватории «Гранат» в1990-х годах. Его углового разрешения тогда не хватило для того, чтобы «разделить» эти объекты. Справа та же область показана «глазами» телескопа NuSTAR (НАСА).

Барстеры  SLX 1744-299 и SLX 1744-300 и туманность Мышка. Слева направо: изображения телескопов АРТ-П/Гранат, ART-XC/Спектр-РГ, NuSTAR (НАСА)

Барстеры  SLX 1744-299 и SLX 1744-300 и туманность Мышка. Слева направо: изображения телескопов АРТ-П/Гранат, ART-XC/Спектр-РГ, NuSTAR (НАСА)

Одной из важнейших характеристик рентгеновского телескопа является его угловое разрешение — способность разделить две близкие звезды. При этом, поскольку рентгеновские телескопы всегда работают в тяжелых радиационных условиях, с большим фоном заряженных частиц, хорошее угловое разрешение позволяет видеть более тусклые объекты. Зеркала, работающие в стандартном рентгеновском диапазоне (0.5–10 кэВ), используются давно: еще в 1978 году была запущена Обсерватория им. Эйнштейна с первым зеркальным рентгеновским телескопом. Однако изготовление зеркал для более жесткого рентгеновского диапазона долго оставалось недосягаемой мечтой астрофизиков. Чем выше энергия фотона, тем под меньшим углом он должен упасть на поверхность зеркала, чтобы отразиться — точно так же, как брошенный камень отражается от поверхности воды. Из-за этого такие телескопы получаются длиннее и тяжелее. К тому же появляются дополнительные проблемы, связанные с подбором оптимального покрытия зеркал и их тонкой полировкой.

В 1989 году была запущена астрофизическая обсерватория «Гранат», на борту которой работал рентгеновский телескоп АРТ-П, разработанный в ИКИ. Вместо зеркал в нем использовалась кодирующая апертура — специальный метод, позволяющий получать неплохие изображения неба, полагаясь вместо сложной оптики на не менее сложную математику. Тогда удалось достичь углового разрешения в 5 минут дуги в диапазоне 3–20 кэВ.

Чтобы сравнить АРТ-П с ART-XC, сотрудники отдела астрофизики высоких энергий ИКИ РАН построили изображение участка неба вблизи центра Галактики, где расположены две яркие и близкие (на небе, на самом деле эти объекты весьма далеки друг от друга) маломассивные рентгеновские двойные системы: SLX 1744-299 и SLX 1744-300. Угловое расстояние между ними — всего 2.6 минуты, так что АРТ-П не мог их разрешить: вместо двух «звездочек», он показывал одну, но вытянутую в правильном направлении. ART-XC же, за счет гораздо более совершенной оптической системы, легко разделяет оба источника. А благодаря существенно возросшей чувствительности видит в этом поле еще один источник — плерион (туманность, подпитываемая ветром энергичного пульсара, расположенного в ее центре) Мышка, названный так за длинный хвост, хорошо видимый в радиодиапазоне.

Обе маломассивные системы — барстеры, в которых компактными объектами являются нейтронные звезды, на поверхностях которых иногда происходят термоядерные взрывы. Один такой взрыв от источника SLX 1744-300 уже зарегистрирован с помощью телескопа ART-XC.

Также для сравнения приведены данные телескопа NuSTAR, запущенного в 2012 году. NuSTAR обладает самыми совершенными зеркалами, предназначенными для жесткого рентгеновского диапазона — вплоть до 78 кэВ! Его угловое разрешение — 18 угловых секунд (FWHM — полная ширина пятна на половинной амплитуде), в то время как у ART-XC — около 30 секунд. Впрочем, у этих телескопов совершенно разные задачи. ART-XC предназначен для проведения обзора всего неба, именно поэтому у него большое поле зрения — 36 угловых минут в диаметре, тогда как у NuSTAR, который создавался для изучения отдельных, самых интересных источников, поле зрения в семь раз меньше. Создатели надеются, что в числе целей NuSTAR уже скоро появятся источники открытые ART-XC.

- Новости проекта «Спектр-РГ»

Дополнительная информация: 

Сайт проекта «Спектр-РГ»