Многие из нас видели на небе Туманность Андромеды – ближайшую к нам массивную спиральную галактику, которая по многим своим характеристикам является двойником нашего Млечного Пути. В ясную летнюю ночь Туманность Андромеды можно увидеть невооруженным глазом. Свет от нее идет к нам более 2 миллионов лет. Туманность Андромеды и Млечный путь медленно сближаются и, видимо, сольются  через три или четыре миллиарда лет. Вероятно, этот процесс будет очень непростым для землян, если они еще будут существовать в то далекое время.

Более двух месяцев, с 8 декабря 2019 г., орбитальная обсерватория «Спектр-РГ» совершает обзор всего неба в рентгеновских лучах. Раз в полгода сканирующие небо телескопы обсерватории в течение нескольких минут фиксируют рентгеновские лучи от любого объекта на рентгеновском небе. В январе этого года траектория сканов неба проходила и через Туманность Андромеды. В общей сложности галактика находилась в поле зрения телескопов обсерватории чуть больше пяти минут. Карта Туманности Андромеды в мягких рентгеновских лучах, полученная за это короткое время, показана на рисунке.

На этой карте мы видим несколько десятков ярких рентгеновских источников, сгущающихся к центру галактики и к ее спиральным рукавам. Большинство из этих источников — нейтронные звезды и черные дыры, аккрецирующие вещество звезды-донора в тесной двойной системе. Под действием сил притяжения вещество нормальной звезды медленно перетекает на релятивистскую звезду, разогреваясь до температуры в десятки миллионов градусов и излучая рентгеновские лучи. Поток рентгеновского излучения от этих объектов столь велик, что телескоп еРОЗИТА/eROSITA обсерватории «Спектр-РГ» регистрирует от каждого из них десятки и сотни фотонов всего за 5 минут, пока они находятся в его поле зрения. Яркая область в центре изображения связана с высокой концентрацией компактных источников, а также с излучением горячего ионизованного газа в ядре галактики.

Рядом с галактикой Туманность Андромеды расположен ее спутник — карликовая эллиптическая галактика М32, названной так по ее порядковому номеру в астрономическом каталоге Мессье (сама Туманность Андромеды в каталоге Мессье имеет порядковый номер 31). Телескоп еРОЗИТА также зафиксировал рентгеновское излучение и от галактики М32.

На втором рисунке на рентгеновское изображение наложено ультрафиолетовое изображение Туманности Андромеды, полученное спутником GALEX (NASA), телескоп которого был чувствителен к ультрафиолетовым лучам. GALEX фиксировал в основном излучение молодых и горячих звезд. Такие звезды рождаются в зонах, богатых межзвездным газом, и ультрафиолетовое изображение показывает, как они концентрируются к спиральным рукавам Туманности Андромеды. В течение ближайших десятков миллионов лет многие из них взорвутся как сверхновые и породят новые нейтронные звезды и черные дыры. Те из релятивистских звезд, на которые аккрецирует достаточно вещества, наблюдаются телескопом еРОЗИТА в рентгеновском диапазоне.

По мере накопления экспозиции в ходе обзора неба, будут детектироваться все новые и новые источники в галактике, а также проявится излучения горячего газа, разогретого взрывами сверхновых звезд.

***

Космический аппарат «Спектр-РГ» был запущен 13 июля 2019 г. с космодрома Байконур. Он создан с участием Германии в рамках Федеральной космической программы России по заказу Российской академии наук. Обсерватория оснащена двумя уникальными рентгеновскими зеркальными телескопами: ART-XC (ИКИ РАН, Россия) и eROSITA (MPE, Германия), работающими по принципу рентгеновской оптики косого падения. Телескопы установлены на космической платформе «Навигатор» (НПО Лавочкина, Россия), адаптированной под задачи проекта.

• Научный руководитель миссии: академик Рашид Алиевич Сюняев;
• Научный руководитель по телескопу ART-XC (Россия): доктор физ.-мат. наук Михаил Николаевич Павлинский;
• Научный руководитель по телескопу eROSITA (Германия): доктор Петер Предель.

Основная цель миссии — построение карты всего неба в мягком (0.3-8 кэВ) и жестком (4-20 кэВ) диапазонах рентгеновского спектра с беспрецедентной чувствительностью.

Ожидается, что в ходе обзора неба «Спектр-РГ» обнаружит около 3 миллионов аккрецирующих сверхмассивных черных дыр, 100 000 скоплений галактик, сотни тысяч звезд с активными коронами и аккрецирующих белых карликов, десятки тысяч звездообразующих галактик и многие другие объекты, в том числе неизвестной природы. Эти данные исключительно важны для понимания того, как распределена материя во Вселенной, какую роль в её развитии играла темная энергия и как в ней появлялись и росли сверхмассивные чёрные дыры.

- Новости проекта «Спектр-РГ»