Обсерватория «Спектр-РГ» регистрирует взрывы звезд в далеких галактиках

Во время проведения обзора всего неба 1 января 2020 г. российский телескоп ART-XC на борту обсерватории «Спектр-РГ» зарегистрировал необычное и кратковременное (длительностью около 5 секунд) повышение интенсивности излучения в своих детекторах. При этом в поле зрения инструмента никаких ярких объектов в этот момент обнаружено не было. Более того, это повышение интенсивности регистрировалось только в трех детекторах из семи, которыми оснащен телескоп.

Проведенные исследования и сравнение с данными других обсерваторий показали, что телескоп ART-XC зарегистрировал мощный гамма-всплеск, связанный со взрывом звезды в далекой галактике. При этом сигнал от этого всплеска попал на детекторы телескопа, пройдя через его боковые стенки, т.е. сильно ослабленным. Именно поэтому он был виден только в детекторах, расположенных со стороны гамма-всплеска.

Анализ всего набора имеющихся на сегодняшний день данных показал, что с начала работы миссии телескоп ART-XC зарегистрировал около десятка гамма-всплесков, сигналы от которых пришли с боковых сторон. Хорошее временное разрешение телескопа позволяет определить время прихода сигнала от гамма-всплеска с высокой точностью. Принимая во внимание, что обсерватория работает в районе точки Лагранжа L2 системы Солнце-Земля на удалении около полутора миллионов километров, можно сказать, что открылись  дополнительные возможности участия в совместной работе с другими обсерваториями и инструментами, которые работают на околоземных орбитах, а также в районе точки Лагранжа L1 (в частности, российский эксперимент КОНУС на борту спутника NASA Wind) , по триангуляции гамма-всплесков и улучшению точности их локализации.

Телескопы обсерватории обладают достаточно широкими полями зрения, что также дает возможность обнаруживать послесвечения гамма-всплесков уже в самой апертуре инструментов. Такое событие произошло 20 января 2020 года, когда обсерватория «Спектр-РГ» наблюдала область локализации гамма-всплеска спустя 13 минут после самого события. Поскольку гамма-всплеск произошел на стороне неба, относящейся к зоне ответственности немецкой стороны, то российские ученые проинформировали своих немецких коллег о такой возможности. Обработав данные телескопа СРГ/еРОЗИТА, они обнаружили неизвестный ранее объект, интенсивность которого чрезвычайно быстро падала: через 4 часа, во время следующего прохода обсерватории через эту точку, объект уже был более чем в 10 раз слабее. Этот факт был интерпретирован как первая регистрация послесвечения гамма-всплеска обсерваторией «Спектр-РГ»,  о чем было сообщено научному сообществу. Более того, данные обсерватории позволили локализовать гамма-всплеск с высокой точностью, что дало возможность провести его наблюдения наземными оптическими телескопами.

Таким образом, регистрация всплесков в гамма-диапазоне российским телескопом АРТ-ХС обсерватории «Спектр-РГ» открывает новые возможности и для ученых и для обсерватории, а она сама теперь полностью оправдывает свое имя: полностью оно звучит «Спектр-Рентген-Гамма».

***

Космический аппарат «Спектр-РГ» был запущен 13 июля 2019 г. с космодрома Байконур. Он создан с участием Германии в рамках Федеральной космической программы России по заказу Российской академии наук. Обсерватория оснащена двумя уникальными рентгеновскими зеркальными телескопами: ART-XC (ИКИ РАН, Россия) и eROSITA/еРОЗИТА (MPE, Германия), работающими по принципу рентгеновской оптики косого падения. Телескопы установлены на космической платформе «Навигатор» (НПО Лавочкина, Россия), адаптированной под задачи проекта.

• Научный руководитель миссии: академик Рашид Алиевич Сюняев;
• Научный руководитель по телескопу ART-XC (Россия): доктор физ.-мат. наук Михаил Николаевич Павлинский;
• Научный руководитель по телескопу eROSITA (Германия): доктор Петер Предель.

Основная цель миссии — построение карты всего неба в мягком (0.3-8 кэВ) и жестком (4-20 кэВ) диапазонах рентгеновского спектра с беспрецедентной чувствительностью.

Ожидается, что в ходе обзора неба «Спектр-РГ» обнаружит около 3 миллионов аккрецирующих сверхмассивных черных дыр, 100 000 скоплений галактик, сотни тысяч звезд с активными коронами и аккрецирующих белых карликов, десятки тысяч звездообразующих галактик и многие другие объекты, в том числе неизвестной природы. Эти данные исключительно важны для понимания того, как распределена материя во Вселенной, какую роль в её развитии играла темная энергия и как в ней появлялись и росли сверхмассивные чёрные дыры.