«Спектр-РГ» начинает сканирование неба
Орбитальная рентгеновская обсерватория «Спектр-РГ», запущенная с космодрома Байконур 13 июля 2019 г., начинает обзор всего неба. 8 декабря спутник, двигающийся по орбите вокруг вокруг точки либрации L2 на расстоянии полутора миллионов километров от Земли, совершил один оборот вокруг оси, направленной в сторону Земли. Таким образом был произведен пробный скан вдоль большого круга на небесной сфере, ознаменовавший начало перехода к обзору всего неба, который должен продлиться 4 года.
Следуя за движением Земли вокруг Солнца, телескопы АРТ-ХС и eROSITA шесть месяцев будут получать карту всего неба. Благодаря очень высокой чувствительности приборов, качество представленных на ней данных будет в несколько раз выше, чем у всех карт, полученных рентгеновскими астрономами до сих пор.
Сумма восьми независимых карт, которые ожидается получить через четыре года работы, позволит достигнуть рекорда чувствительности и обнаружить около трех миллионов активных ядер галактик и квазаров, сто тысяч скоплений и групп галактик и около полумиллиона активных звезд, белых карликов, пульсаров и остатков вспышек сверхновых, нейтронных звезд и черных дыр в нашей Галактике. Сравнение же отдельных карт неба даст возможность астрофизикам следить за переменностью миллионов рентгеновских источников на небе.
Главная научная задача обзора неба — исследование крупномасштабной структуры Вселенной и изучение природы темной материи и темной энергии. В то же время, благодаря рекордному по чувствительности обзору и обширности выборки рентгеновских источников разных типов, которые будут обнаружены в его ходе, ученые получат в своё распоряжение колоссальный объём данных, которые станут источником для новых открытий и основой для исследований по всем направлениям современной астрофизики высоких энергий.
Началу обзора неба предшествовала кропотливая работа ученых и инженеров в Институте космических исследований РАН в Москве и в Институте внеземной физики Общества им. Макса Планка в Германии по настройке и калибровке двух телескопов обсерватории. Эта работа завершились глубокими проверочными наблюдениями, в ходе которых телескопы обсерватории были испытаны в условиях реальных наблюдений астрофизических объектов. Приведенные ниже рисунки демонстрируют возможности телескопа СРГ/еРОЗИТА по проведению глубоких обзоров площадок в десятки квадратных градусов.
Рентгеновская карта участка Галактического диска (т.н. «хребет Галактики»), полученная телескопом еРОЗИТА в октябре 2019 г. На карте размером около 25 кв. градусов детектируются многочисленные рентгеновские источники, как расположенные в нашей Галактике, так и квазары, находящиеся на больших расстояниях от нас и наблюдаемые «на просвет». Огромный интерес представляют галактические объекты: целые скопления молодых звезд, активно излучающих в рентгеновских лучах, звезды даже менее массивные чем наше Солнце, но имеющие короны, излучающие в рентгене в тысячи раз интенсивнее, чем корона нашего Солнца. На карте отмечены пульсары — быстро вращающиеся замагниченные нейтронные звезды, остатки вспышек сверхновых, в которых светятся ударные волны из-за столкновений газа, сброшенного погибшей звездой, с окружающим межзвездным газом. Видны зоны диффузного излучения в рентгеновских лучах. Голубой и зеленый цвета соответствует высоким энергиям фотонов (излучаются газом с температурой в десятки миллионов градусов), а красный цвет соответствует излучению более холодного газа (с температурой от сотен тысяч до миллиона градусов).
«Дыра Локмана» — замечательная область на небе, где поглощение рентгеновского излучения межзвездной средой нашей Галактики достигает минимального значения. Это позволяет исследовать с рекордной чувствительностью далекие квазары и скопления галактик. На площадке размером 20 кв. градусов телескоп еРОЗИТА детектировал около 6000 рентгеновских источников. Подавляющее большинство из них — активныe ядра галактик и квазары, излучение которых связано с аккрецией вещества на сверхмассивную черную дыру. Согласно фотометрическим оценкам красных смещений, наиболее далекие из них находятся на красных смещениях вплоть до z~4-5. Также обнаружено более 100 скоплений галактик и несколько сотен активных звезд, расположенных в нашей Галактике.
Показанные изображения были получены в рамках российской квоты наблюдательного времени телескопа еРОЗИТА, и проанализированы сотрудниками отдела астрофизики высоких энергий ИКИ РАН.