Японский рентгеновский телескоп XRISM прислал первые снимки из космоса
Японский рентгеновский космический телескоп XRISM прислал на Землю первые изображения. На них запечатлены скопление галактик и остаток сверхновой. Аппарат также измерил энергию рентгеновских лучей от остатка сверхновой, чтобы выявить химические элементы, которые содержатся в нем.
Наблюдения демонстрируют возможности двух научных приборов XRISM — Resolve и Xtend. Первые снимки были сделаны на этапе «ввода в эксплуатацию» приборов телескопа, когда инженеры проводили тесты, чтобы убедиться, что космический аппарат работает в штатном режиме.
Resolve — спектрометр, разработанный NASA совместно с Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA). Он работает при температуре всего на долю градуса выше абсолютного нуля внутри контейнера с жидким гелием размером с холодильник. Когда рентгеновский луч попадает на детектор Resolve, он нагревает устройство. Измеряя энергию каждого отдельного рентгеновского луча, прибор предоставляет информацию о его источнике.
Ученые использовали Resolve для изучения остатка сверхновой N132D, который является одним из ярчайших источников рентгеновского излучения в Большом Магеллановом облаке — крупнейшей и самой массивной галактике-спутнике Млечного Пути, расположенной на расстоянии около 160 тысяч световых лет от Земли. Возраст расширяющихся обломков оценивается примерно в 3000 лет. Они образовались после того, как взорвалась звезда, примерно в 15 раз превышающая массу Солнца. Инструмент позволил выявить, что объект богат кремнием, серой, кальцием, аргоном и железом. Это самый подробный рентгеновский спектр объекта из когда-либо полученных.
«Эти элементы были изначально сформированы в звезде, а затем выброшены, когда она взорвалась как сверхновая. Resolve позволит увидеть формы этих линий так, как это было невозможно ранее, и поможет определять не только содержание различных элементов, но и их температуру, плотность и направления движения с беспрецедентным уровнем точности. Из этих данных можно будет собрать воедино информацию о первоначальной звезде и взрыве», — пояснили ученые NASA.
Второй прибор XRISM — Xtend — представляет собой рентгеновский томограф, разработанный JAXA. Он обеспечивает телескопу широкое поле зрения, позволяя наблюдать значительную область космического пространства. Xtend во время своего первого сбора научных данных получил рентгеновское изображение скопления галактик Abell 2319, которое находится на расстоянии около 770 миллионов световых лет от Земли в созвездии Лебедя. Это пятое по яркости рентгеновское скопление на небе. Фиолетовым цветом обозначено рентгеновское излучение газа с температурой в миллионы градусов, который проникает между галактиками. Наблюдение за этим газом помогает астрономам измерить общую массу скопления, раскрывая информацию о рождении и эволюции Вселенной.
«Процесс ввода в эксплуатацию Resolve еще не завершился, а он уже превосходит ожидания. Нашей целью было достичь с помощью него спектрального разрешения в 7 эВ, но теперь, когда он находится на орбите, мы достигаем 5 эВ. Это означает, что мы получим еще более подробные химические карты с каждым спектром, полученным рентгенографическим методом», — говорится в сообщении NASA.
Resolve демонстрирует исключительные результаты и уже проводит научные исследования, несмотря на проблему с диафрагмой апертуры, закрывающей детектор прибора. Деталь, предназначенная для защиты детектора во время запуска, после нескольких попыток открылась не так, как было запланировано изначально и теперь блокирует рентгеновские лучи низкой энергии. При этом, как отмечают разработчики XRISM, на инструмент эта техническая неисправность практически не влияет. Специалисты продолжат изучать причины произошедшего и будут искать возможности решения проблемы.
Наблюдения скоплений галактик с помощью XRISM позволят понять, как Вселенная производила и распределяла химические элементы, которые есть на Земле сегодня, отмечают в NASA. Горячий газ, обнаруженный внутри скоплений — это след, который звезды оставляли после себя на протяжении миллиардов лет. Изучая рентгеновские лучи, XRISM сможет обнаружить, какие «металлы» (в астрономии так называют все элементы тяжелее водорода и гелия) он содержит, и позволит понять, как они появились во Вселенной.
«XRISM предоставит международному научному сообществу новое представление о небе в рентгеновских лучах. Мы не только увидим рентгеновские изображения этих источников, но и изучим их состав, движение и физические состояния», — сказал Ричард Келли из Центра космических полетов NASA имени Годдарда.
Аппарат XRISM создан JAXA в сотрудничестве с NASA и Европейским космическим агентством. На околоземную орбиту его отправила ракета-носитель H-2A, которая стартовала с космодрома Танэгасима в юго-западной префектуре Кагосима 7 сентября 2023 года. На борту также находился посадочный модуль SLIM, который в настоящее время направляется к Луне. Полноценные научные исследования с помощью XRISM начнутся летом 2024 года. Телескоп предназначен для обнаружения рентгеновских лучей с энергией до 12 тысяч электронвольт (эВ), изучения самых горячих областей Вселенной и объектов с самой сильной гравитацией. Для сравнения, энергия видимого света составляет от 2 до 3 эВ.
