Миссия XRISM представила первые изображения в рентгеновском диапазоне

Возглавляемая Японией обсерватория XRISM (Миссия рентгеновской визуализации и спектроскопии) опубликовала первый взгляд на беспрецедентные данные, которые она соберет, когда в конце этого года начнется основная работа.

Научная группа телескопа опубликовала снимок скопления из сотен галактик и спектра остатков звезды в соседней галактике, что дает ученым детальное представление о ее химическом составе.

«XRISM предоставит международному научному сообществу новый взгляд на скрытое рентгеновское небо», — сказал Ричард Келли, участник миссии XRISM в Центре космических полетов имени Годдарда, НАСА. «Мы не только увидим рентгеновские изображения этих источников, но и изучим их состав, движение и физическое состояние».

Миссии XRISM (произносится как «crism») возглавляется JAXA (Японским агентством аэрокосмических исследований) в сотрудничестве с НАСА, а также при участии ЕКА (Европейского космического агентства). Она была запущена 6 сентября 2023 года.

Телескоп предназначен для обнаружения рентгеновских лучей с энергией до 12 000 электронвольт и будет изучать самые горячие регионы Вселенной, крупнейшие структуры и объекты с сильнейшей гравитацией. Для сравнения, энергия видимого света составляет от 2 до 3 электронвольт.

У телескопа есть два инструмента, Resolve и Xtend, каждый из которых находится в центре узла рентгеновского зеркала, спроектированного и изготовленного в Годдарде.

Resolve — это микрокалориметрический спектрометр, разработанный НАСА и JAXA. Он работает при температуре всего лишь на долю градуса выше абсолютного нуля внутри контейнера с жидким гелием размером с холодильник.

Когда рентгеновские лучи попадают на детектор Resolve размером 6 на 6 пикселей, они нагревают устройство на величину, соответствующую его энергии. Измеряя энергию каждого отдельного рентгеновского излучения, прибор предоставляет ранее недоступную информацию об источнике.

Команда миссии использовала Resolve для изучения N132D, остатка сверхновой и одного из самых ярких источников рентгеновского излучения в Большом Магеллановом Облаке, карликовой галактике на расстоянии около 160 000 световых лет в южном созвездии Золотая Рыба.

Возраст расширяющихся остатков оценивается примерно в 3000 лет. Они образовались, когда у звезды, масса которой примерно в 15 раз превышала массу Солнца, закончилось топливо и она взорвалась.

Спектр разрешения показывает пики, связанные с кремнием, серой, кальцием, аргоном и железом. Это самый подробный рентгеновский спектр объекта, когда-либо полученный, и он демонстрирует невероятную научную эффективность миссии, когда в 2024 году начнутся регулярные операции.

Второй прибор XRISM, Xtend, представляет собой рентгеновский аппарат, разработанный JAXA. Он дает XRISM большое поле зрения, позволяя наблюдать площадь неба, примерно на 60% превышающую средний видимый размер полной Луны.

Xtend сделал рентгеновское изображение Abell 2319, скопления галактик, расположенного примерно в 770 миллионах световых лет от нас в северном созвездии Лебедя. Это пятое по яркости рентгеновское скопление на небе, и в настоящее время оно переживает крупное слияние.

Скопление имеет диаметр 3 миллиона световых лет и подчеркивает широкое поле зрения Xtend.

«Еще до завершения процесса ввода в эксплуатацию Resolve уже превосходит наши ожидания», — сказала Лилиан Райхенталь, менеджер проекта НАСА XRISM. «Наша цель состояла в том, чтобы достичь с помощью прибора спектрального разрешения в 7 электрон-вольт, но теперь, когда он находится на орбите, мы достигаем 5. Это означает, что мы будем получать еще более подробные химические карты с каждым спектром, полученным XRISM».

Resolve работает исключительно хорошо и уже проводит научные исследования, несмотря на проблему с дверцей апертуры, закрывающей детектор. Дверца, предназначенная для защиты детектора перед запуском, после нескольких попыток не открылась, как планировалось. Она блокирует низкоэнергетические рентгеновские лучи, эффективно прерывая миссию при 1700 электрон-вольтах по сравнению с запланированными 300. Команда XRISM продолжит исследовать неисправность и различные подходы к ее исправлению. Инструмент Xtend не затрагивается.