Рентгеновский телескоп eROSITA передал на Землю первые снимки далёких галактик
Большое Магелланово облако и две сталкивающиеся галактики в созвездии Киля впервые увидели в деталях.
13 июля 2019 года космическая астрофизическая обсерватория «СПЕКТР-РГ» с двумя рентгеновскими телескопами ART-XC (Россия) и eROSITA (Германия) была запущена с космодрома Байконур. Через 100 дней после старта – 21 октября 2019 года была проведена вторая и последняя коррекция траектории полёта аппарата. В результате коррекции «СПЕКТР-РГ» вышел на квазистационарную орбиту в окрестности внешней точки Лагранжа L2 - системы «Земля-Солнце». А 22 октября в 15:30 по московскому времени рентгеновские изображения галактики Большое Магелланово облако (спутник Млечного пути) и двух сталкивающихся галактик Abell 3391 и Abell 3395, переданные немецким телескопом, были впервые продемонстрированы общественности. Снимки во время пресс-конференции в РИА-Новости представили научный руководитель миссии академик Рашид Сюняев, научный руководитель по телескопу ART-XC доктор физико-математических наук Михаил Павлинский и другие участники проекта.
Задача российского телескопа ART-XC и немецкого eROSITA – получать информацию практически обо всех объектах наблюдаемой в рентгеновском диапазоне Вселенной, которые невозможно различить оптикой. Это сверхмассивные чёрные дыры, пульсары, скопления галактик, межзвёздный газ. Такие астрофизические объекты излучают рентгеновское излучение в диапазоне энергий от долей до десятков кэВ. Преимущество ART-XC в более широком диапазоне регистрируемых энергий. eROSITA работает в мягком спектре и может получать общую картину звёздного неба, а также изображения межзвёздного газа. Российскому телескопу доступны для регистрации кванты жесткого рентгеновского излучения, а значит, точечное наблюдение за объектами Вселенной. С Земли излучение в этом спектре зарегистрировать невозможно. Атмосфера полностью поглощает фотоны таких энергий. Поэтому рентгеновские телескопы выводят в открытый космос на борту спутников.
Центром орбиты обсерватории «СПЕКТР-РГ» была выбрана внешняя точка Лагранжа L2. Точки либрации Лагранжа – это особые точки в системе «Земля-Солнце». Их орбиты квазистационарны: гравитационные поля Солнца и нашей планеты в них всегда практически уравновешены. Малые объекты могут вращаться вокруг них по устойчивой орбите, если вовремя вносить поправки в траекторию их движения. Частота коррекций траектории «СПЕКТР-РГ» составляет 1 раз в 40-70 суток.
Точка L2 называется внешней, так как расположена на большем расстоянии от Солнца, чем Земля. Расстояние от Земли до точки L2 – полтора миллиона километров.
«СПЕКТР-РГ» стал первым российским спутником, выведенным орбиту точки Лагранжа. Обсерватория движется таким образом, что все яркие объекты – Солнце, Земля и Луна – находятся всегда с одной стороны. Это даёт ряд преимуществ. На чувствительные элементы детекторов не попадает солнечный свет, а значит, на охлаждение ПЗС-матриц уходит меньше энергии. Солнечные батареи постоянно развернуты к источнику света и непрерывно питают обсерваторию. На телескопы никогда не падает тень Земли, поэтому наблюдение за Вселенной идёт непрерывно.
Сложность при работе с рентгеновским излучением заключается в том, что их невозможно сфокусировать привычными оптическими линзами. В линзах излучение килоэлектронвольтных энергий поглощается, а не фокусируется, как это происходит в оптическом диапазоне. Рентгеновские лучи будут отражаться от поверхности только в случае, если они падают на неё под очень малым углом - меньше одного градуса. Когда лучи практически скользят по поверхности, их можно сфокусировать на фокальный прибор. В этом состоит принцип «косого падения», используемый в рентгеновских телескопах.
Составление карты звёздного неба продлится четыре года. За это время «СПЕКТР-РГ» совершит восемь полных оборотов вокруг точки Лагранжа и передаст восемь подробных карт наблюдаемой Вселенной. Планируется обнаружить около трёх миллионов аккрецирующих сверхмассивных чёрных дыр, 100 000 скоплений галактик, сотни тысяч звезд с активными коронами и аккрецирующих белых карликов, десятки тысяч звёздообразующих галактик и многие другие объекты, в том числе неизвестной природы. Знание того, как распределена во Вселенной материя и тёмная энергия, приведет к лучшему пониманию прошлого и будущего нашего мира.
Текущие задачи космической миссии «СПЕКТР-РГ» – калибровка детекторов телескопа eROSITA по хорошо изученным объектам таким, как галактика Большое Магелланово Облако, а также обработка огромного количества экспериментальных данных, какого не было в распоряжении ученых никогда прежде.
