В научной фантастике есть старая поговорка о том, как кто-то внезапно обретает рентгеновское зрение и может смотреть сквозь твердые объекты. Оказывается, это физически невозможно с нашими глазными яблоками Mark I. Однако астрономы нашли способ обойти эту проблему, который позволяет нам изучать Вселенную с помощью рентгеновского зрения.
Это называется рентгеновская астрономия, и ей уже 60 лет. Он раскрывает некоторые из самых энергичных и жестоких событий и объектов в космосе. К ним относятся такие вещи, как яркие квазары, взрывы сверхновых, потоки горячего газа между галактиками и горячие молодые звезды.
Недавно астрономы из консорциума eROSITA в Институте внеземной физики Макса Планка объявили о последних данных рентгеновского исследования, полученных в результате исследования eROSITA. Он покрывает половину рентгеновского неба и дает информацию о 900 000 различных источниках рентгеновского излучения. Это больше, чем все, что когда-либо было обнаружено за десятилетия истории рентгеновской астрономии, включая открытия, сделанные с помощью Чандры и других орбитальных обсерваторий.
О eROSITA
eROSITA — телескоп мягкого рентгеновского излучения на борту спутника «Спектр-РГ». Его первый обзор всего неба под названием eRASS1 проводился в течение 7 месяцев, начиная с 12 декабря 2019 года. При самой чувствительной настройке телескоп обнаружил 170 миллионов рентгеновских фотонов. Это позволило камерам измерить их энергию и время прибытия.
Астрономическая группа под руководством главного исследователя Андреа Мерлони составила первый каталог данных. Они также опубликовали более 50 новых научных работ, основанных на своих открытиях. После завершения этого первого исследования инструмент провел еще три сканирования всего неба в период с июня 2020 года по февраль 2022 года. Эта огромная сокровищница рентгеновских данных будет опубликована в ближайшее время. Видео ниже объясняет больше о миссии.
Сокровищница рентгеновских источников eROSITA
Рентгеновская астрономия фокусируется на горячих и энергичных объектах и событиях во Вселенной. Это могут быть ядра галактик (где скрываются сверхмассивные черные дыры), взрывы сверхновых, новорожденные звезды и другие места, где материя нагревается до высоких температур.
Этот предварительный набор данных eRASS1 определяет около 710 000 сверхмассивных черных дыр, 180 000 звезд, излучающих рентгеновские лучи, в Млечном Пути и 12 000 скоплений галактик. Он также охватывает небольшое количество других экзотических источников, таких как двойные звезды, излучающие рентгеновское излучение, остатки сверхновых, пульсары и другие объекты.
«Это ошеломляющие цифры для рентгеновской астрономии», — говорит Андреа Мерлони, главный исследователь eROSITA и первый автор каталога eROSITA. «За 6 месяцев мы обнаружили больше источников, чем крупные флагманские миссии XMM-Newton и Chandra за почти 25 лет работы».
Первый выпуск данных eROSITA представляет собой богатый, «многослойный» взгляд на небо при нескольких энергиях рентгеновского излучения. Каждый энергетический уровень сообщает астрономам что-то об объектах и событиях, излучающих рентгеновские лучи. И для каждого набора изображений и данных консорциум предоставляет дополнительную информацию. Имеются списки классов источников, положений на небе, энергий и точного времени прибытия фотонов в прибор. «Мы приложили огромные усилия для выпуска высококачественных данных и программного обеспечения», — добавила Мириам Рамос-Сеха, возглавляющая команду eROSITA Operations. «Мы надеемся, что это расширит базу ученых во всем мире, работающих с данными о высоких энергиях, и поможет расширить границы рентгеновской астрономии».
Нацеливание на конкретные рентгеновские объекты
Научные цели eROSITA состоят в том, чтобы использовать рентгеновские лучи как способ обнаружения горячей межгалактической среды, состоящей из от 50 до 100 000 скоплений и групп галактик. Он также исследует горячий газ в нитях между ними. Эти нити светятся в рентгеновских лучах. Перед инструментом также стоит задача обнаружения аккрецирующих черных дыр, скрытых в галактиках. Наконец, он изучил физику галактических источников рентгеновского излучения (к которым относятся звезды до главной последовательности, остатки сверхновых и рентгеновские двойные системы).
Кредит: Дитл и др. (2024)
По крайней мере, одна из статей, опубликованных с новыми данными исследования, использует рентгеновские данные для ограничения космологических моделей с использованием скоплений галактик. На одном из изображений мы видим недавно обнаруженную нить материала. Оно простирается между одной частью скопления галактик Abell 3667 и близлежащим скоплением Abell 3651. Это может помочь астрономам определить, сколько материи существует в так называемой «тепло-горячей межгалактической среде». Это дает представление о формировании крупномасштабных структур (например, скоплений галактик) во Вселенной.
Близлежащее скопление галактик в Деве также появляется в обзоре eRASS1 и дает возможность изучать крупномасштабные нитевидные структуры. В частности, астрономы хотят понять физические эффекты, действующие на окраинах этих массивных скоплений галактик. Используя новые данные обзора, а также другие изображения всего неба, научная группа исследовала структуру окраин скопления. Это включало выбросы высокой энергии вокруг галактик и групп внутри скопления. Они также изучили так называемое «рентгеновское расширение» длиной 320 килопарсек вблизи галактики M49.
Прошлая работа и будущее eROSITA
eROSITA обеспечила огромный шаг вперед в рентгеновской астрономии с момента ее запуска в июне 2019 года. Она начала свою работу в октябре того же года, обеспечивая рентгеновское видение космоса с высоким разрешением. Просматривая небо, он заметил изменения в далеком квазаре SMSS J114447.77-430859.3. Эти изменения дают некоторые подсказки о росте черной дыры в центре квазара. Он наблюдал изменения в вариациях яркости в центре квазара, что указывает на то, что черная дыра поглощает часть материала, попадающего в ее горизонт событий. Другой материал уносится в виде сильных ветров.
Прибор также обнаружил недавно формирующуюся черную дыру в ранней Вселенной и проследил существование горячего газа вокруг нашей галактики Млечный Путь. Прибор впервые загорелся 22 октября 2019 года. В настоящее время он находится в безопасном режиме, и технические специалисты оценивают его работоспособность и состояние.
Для дополнительной информации
эРОСИТА
Научные статьи eROSITA
Рентгеновское небо открывается миру
Открытие рентгеновской нити длиной более 13 Мпк между двумя скоплениями галактик, радиус которых в три раза превышает их вириальный радиус.
Обзор всего неба SRG/eROSITA: вид на скопление Девы
