Новый космический рентгеновский телескоп XRISM увидел «первый свет»

Обсерватория
XRISM
(X-ray
Imaging
and
Spectroscopy
Mission),
совместная
миссия
между
NASA
и
JAXA,
успешно
начала
свою
работу
на
орбите
Земли
6
сентября
2023
года.
Несмотря
на
то,
что
научные
операции
начнутся
позже,
недавно
команда
миссии
опубликовала
несколько
изображений
«первого
света»,
предоставленных
телескопом.

Существующим
рентгеновским
обсерваториям
XMM
Newton
и
Chandra,
работа
которых
подходит
к
завершению,
скоро
потребуется
замена.
Европейская
обсерватория
ATHENA,
которая
примет
на
себя
их
функции,
запланирована
к
запуску
только
к
2035
году,
что
приведёт
к
временному
пробелу
в
покрытии
рентгеновской
области.
Японская
обсерватория
Hitomi
была
разработана
для
замены
устаревающих
обсерваторий,
но
она
сломалась
через
несколько
недель
после
запуска.

Миссия
XRISM
создана
как
временное
решение,
но
она
обладает
высокой
мощностью
и
предоставит
ценные
научные
данные.
По
словам
главного
исследователя
XRISM
в
NASA
Ричарда
Келли,
XRISM
предоставит
научному
сообществу
возможность
взглянуть
на
до
этого
неизведанные
источники
в
рентгеновском
диапазоне.
Астрофизики
смогут
получать
рентгеновские
изображения
и
изучать
состав,
движение
и
физические
свойства
источников
рентгеновского
излучения.
Первые
изображения,
предоставленные
телескопом
XRISM,
уже
показывают
его
высокую
мощность.

XRISM
оснащён
двумя
инструментами:
Resolve
и
Xtend.
Resolve
представляет
собой
микрокалориметрический
спектрометр,
работающий
чуть
выше
абсолютного
нуля:
когда
фотон
попадает
на
него,
он
нагревает
детектор
на
определенную
величину,
связанную
с
его
энергией.
Xtend
представляет
собой
рентгеновскую
CCD-камеру
с
более
высоким
разрешением
по
сравнению
со
своим
предшественником
на
обсерватории
Hitomi.

Первое
изображение,
полученное
XRISM,
демонстрирует
остаток
сверхновой
N132D
в
Большом
Магеллановом
Облаке.
Остаток
почти
не
виден
в
оптическом
диапазоне,
но
он
ярок
в
рентгеновском
диапазоне.
XRISM
предоставил
самый
подробный
рентгеновский
спектр
N132D.
Звезда-прародитель
этого
остатка,
была
в
15
раз
массивнее
Солнца
и
исчерпала
свои
запасы
водорода,
в
результате
чего
произошла
вспышка
сверхновой.
Сейчас
остаток
сверхновой
имеет
возраст
около
3000
лет
и
продолжает
расширяться.
Это
приводит
к
распространению
тяжёлых
элементов
по
всей
галактике,
нагреву
межзвёздной
среды
и
ускорению
космических
лучей.
Ударные
волны,
возникающие
в
результате
этого
процесса,
способны
сжимать
близлежащий
газ
и
способствовать
образованию
новых
звёзд.

Научный
сотрудник
проекта
XRISM
в
NASA
Брайан
Уильямс
объясняет,
что
эти
тяжёлые
элементы
были
созданы
в
исходной
звезде
и
после
её
взрыва
были
рассеяны,
что
позволяет
астрономам
не
только
определить
содержание
различных
элементов,
но
и
изучить
их
температуру,
плотность
и
направление
движения
с
непревзойденной
точностью.
Эти
данные
могут
предоставить
ценную
информацию
о
звезде-прародителе
и
самом
взрыве.

Одной
из
важных
задач
в
астрофизике
является
измерение
химического
состава
объектов,
и
в
этом
XRISM
превзошёл
ожидания.
Менеджер
проекта
XRISM
в
NASA
Годдард
Лилиан
Райхенталь
сообщает,
что
даже
на
ранней
стадии
процесса
наладки
Resolve
уже
продемонстрировал
спектральную
разрешающую
способность
в
5
электрон-вольт,
превышая
цель
в
7
электрон-вольт.
Это
означает,
что
благодаря
этому
телескопу
будут
получены
более
подробные
химические
карты.

Рентгеновская
камера
Xtend
играет
важную
роль
в
наблюдениях,
поскольку
её
большое
поле
зрения
позволяет
охватить
площадь,
превышающую
размер
полной
Луны
на
60%.
Научная
команда
опубликовала
рентгеновское
изображение
скопления
галактик
Абелл
2319
(Abell
2319),
которое
является
наиболее
близким
к
нам
и
часто
изучается.
Фиолетовый
цвет
представляет
собой
газ,
оставшийся
после
миллиардов
лет
эволюции
и
гибели
звёзд.
С
помощью
XRISM
будет
определено,
какие
элементы
присутствуют
и
насколько
они
распространены,
особенно
элементы,
тяжелее
водорода
и
гелия,
которые
в
астрономии
называются
«металлами».
Эти
наблюдения
помогут
расширить
понимание
о
том,
как
Вселенная
обогатилась
металлами
за
свою
более
чем
13-миллиардную
историю.

Астрономы
уже
изучали
скопление
галактик
Абелл
2319
с
помощью
обсерватории
Chandra
и
обнаружили
различные
подструктуры.
Они
обнаружили
холодные
фронты
между
массами
более
холодного
и
более
тёплого
газов,
а
также
ещё
более
тонкие
подструктуры
внутри
этих
фронтов.
Это
указывает
на
процессы
слияния
галактик
и
взаимодействие
с
активными
ядрами
галактического
скопления.
В
настоящее
время
Абелл
2319
находится
в
процессе
слияния,
и
XRISM,
являющаяся
более
мощным
инструментом,
чем
Chandra,
раскроет
ещё
больше
деталей
о
данном
процессе.

Однако,
несмотря
на
успех,
XRISM
столкнулась
с
первой
проблемой.
Защитная
дверца
апертуры,
защищающая
детектор
Resolve
до
запуска,
не
открылась.
Это
означает,
что
фотоны
с
энергией
ниже
1700
электрон-вольт
не
смогут
достичь
детектора.
Персонал
XRISM
предпринял
несколько
попыток
открыть
дверцу,
но
пока
безуспешно.
Если
она
останется
закрытой,
то
телескоп
не
сможет
регистрировать
фотоны
с
энергией
ниже
1700
электрон-вольт,
хотя
был
разработан
для
измерения
фотонов
даже
с
энергией
в
300
электрон-вольт.
Однако
эта
проблема
не
затрагивает
камеру
Xtend,
а
команда
XRISM
продолжает
работать
над
устранением
проблемы.