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.

Иллюстрация ИКИ.

Изображение галактики Большое Магелланово облако, полученное телескопом eROSITA. Иллюстрация F.Haberl, M. Freyberg and C. Maitra, MPE/IKI

Изображения двух сталкивающихся галактик Abell 3391 и Abell 3395. Иллюстрация T. Reiprich (Univ. Bonn), M. Ramos-Ceja (MPE), F. Pacaud (Univ. Bonn), D. Eckert (Univ. Geneva), J. Sanders (MPE), N. Ota (Univ. Bonn), E. Bulbul (MPE), V. Ghirardini (MPE), MPE

Коллаж из изображений центральной зоны нашей Галактики, иллюстрирует разнообразие объектов, исследованных в первые месяцы работы. Это диффузное излучение межзвездной среды, сверхновые, яркие рентгеновские двойные и пульсарные туманности.(ИКИ)

Рентгеновское изображение участка «хребта» Галактики в диапазоне 0.5-2.0 кэВ, полученное телескопом еРОЗИТА в ходе верификационных наблюдений (ИКИ)

Изображение участка близкой галактики Большое Магелланово Облако в направлении на туманность Тарантул, полученное телескопом еРОЗИТА. Диаметр изображения 1 градус. Цвет характеризует жесткость спектра рентгеновского излучения (ИКИ)

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.