Спектр-РГ начинает сканирование неба

Орбитальная рентгеновская обсерватория Спектр-РГ, запущенная с космодрома Байконур 13 июля 2019 г., начинает обзор всего неба. 8-го 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 еРОЗИТА каждые шесть месяцев будут  получать карту всего неба в несколько раз более чувствительную, чем все карты, полученные рентгеновскими астрономами до сих пор. Сумма восьми независимых карт, которые ожидается получить через 4  года работы,  позволит достигнуть рекордной 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.

Главной научной задачей обзора неба является исследование крупномасштабной структуры Вселенной и изучение природы темной материи и темной энергии. В тоже время, рекордная чувствительность обзора и обширная выборка рентгеновских источников разных типов, которые будут обнаружены в ходе обзора, имеют колоссальный потенциал для новых открытий и позволят вести исследования 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 (см. также изображение мини-обзора eFEDS на сайте МПЕ).

На рис. 1 показана 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». Громадный 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 больше чем корона нашего Солнца. На карте помечены 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 (то есть они 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» – уникальная область на небе, где поглощение рентгеновского излучения межзвездной средой нашей Галактики достигает минимального значения, что позволяет исследовать с рекордной чувствительностью далекие квазары и скопления галактик.  На площадке размером 20 кв. градусов телескоп еРОЗИТА задетектировал около 6000 рентгеновских источников (Рис.2). Подавляющее большинство этих источников – 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.