Исследуя Вселенную в рентгеновских лучах
В ИКИ РАН 21–24 декабря с большим успехом прошла очередная всероссийская конференция «Астрофизика высоких энергий сегодня и завтра».
«Двадцать первого декабря двадцать первого года года двадцать первого века мы начинаем нашу двадцать первую конференцию», — такими словами открыл конференцию Сергей Гребенев, председатель программного комитета. Он также напомнил, что сами участники называют её «Рождественской», поскольку сроки её проведения совпадают с Рождеством в западных странах и преддверием новогодних праздников в России.
Из-за пандемии конференция проводилась в гибридном формате: сотрудники ИКИ РАН представляли доклады очно, другие участники — в режиме телеконференции, одновременно велась трансляция всех докладов на канале YouTube. Всего в работе конференции приняли участие более 100 исследователей. Многие устные доклады были представлены молодыми учеными, аспирантами и студентами. Параллельно на сайте конференции было выложено большое количество (69) стендовых докладов. Со всеми материалами: тезисами, записями устных докладов и файлами стендовых — можно познакомиться на сайте, используя программу как навигатор.
Первые два дня были полностью посвящены научным результатам астрофизической обсерватории «Спектр-РГ» (или СРГ). Записи этих дней на канале YouTube просмотрены уже более 660 и 430 раз (записи последних двух дней — по 300 раз). Было рассказано о различных аспектах текущей и дальнейшей работы обсерватории в космосе (в точке L2 системы «Солнце-Земля» на расстоянии 1,5 миллиона километров от Земли). На борту обсерватории работают два уникальных рентгеновских телескопа с зеркалами косого падения: eROSITA, созданный Институте внеземной физики Общества им. Макса Планка (MPE, Германия), и ART-XC им. М.Н. Павлинского, созданный в ИКИ РАН в кооперациями с Российским федеральным ядерным центром (ВНИИЭФ) и Центром космических полетов им. Маршалла (США).
Сотрудники НПО им. С.А. Лавочкина (НПОЛ) Владимир Молодцов и Андрей Погодин рассказали об особенностях управления работой платформы «Навигатор», на которой установлены телескопы обсерватории, и о проведенных коррекциях орбиты для улучшения видимости обсерватории радиоантеннами в Медвежьих озерах и Уссурийске. Эти антенны проводят ежедневные сеансы связи, управления и приема научных данных. Владимир Назаров, руководитель отдела наземных научных комплексов ИКИ РАН, рассказал о ежедневной работе (в течение 2,5 лет) Центра данных обсерватории, организованного в ИКИ РАН. Данные телеметрии поступают сюда непосредственно из НПОЛ и Центров дальней космической связи, распаковываются и передаются в заранее согласованном виде ученым ИКИ РАН и MPE.
Перед началом конференции обсерватория выполнила четвертый полугодовой обзор всего неба в рентгеновских лучах из восьми запланированных. Через два года, после завершения обзорного этапа, обсерватория перейдет к целенаправленным наблюдениям отдельных наиболее интересных объектов, открытым в ходе обзора, а также к глубокому сканированию отдельных площадок неба.
«Уже в ходе полета обсерватории к точке L2 было показано, что принятый режим сканирования позволяет получать качественные изображения больших участков неба», — подчеркнул научный руководитель обсерватории СРГ академик Рашид Сюняев (ИКИ РАН). «В частности, для телескопа ART-XC им. М.Н. Павлинского большой интерес будет представлять детальный скан плоскости нашей Галактики площадью более тысячи кв. градусов», — подтвердил научный руководитель телескопа СРГ/ART-XC Александр Лутовинов (ИКИ РАН).
Поражают воображение красочные рентгеновские карты неба, полученные телескопом СРГ/eROSITA, и число зарегистрированных на них рентгеновских источников: миллионов активных ядер галактик, десятков тысяч скоплений галактик и сотен тысяч звезд с активными коронами, а также множество рентгеновских двойных систем в нашей Галактике. Отдельные доклады были посвящены открытию в рентгеновских лучах неизвестных ранее далеких квазаров на рекордных красных смещениях z > 5 (и даже z = 6.2 !) и результатам их спектроскопии на российских оптических телескопах.
Сравнение карт неба, полученных в ходе последовательных обзоров всего неба, позволило открыть более 50 событий приливного разрушения звезд, пролетавших вблизи сверхмассивных черных дыр. Вещество звезды, разорванной гравитацией, падает на черную дыру. В результате на небе появляются яркие источники рентгеновского излучения, отсутствующие на картах предыдущих обзоров неба. Явления приливного разрушения звезд происходят чрезвычайно редко в каждой отдельно взятой галактике (раз в сотни миллионов лет), но поскольку при обзоре неба телескоп СРГ/eROSITA просматривает огромное число галактик, он обнаруживает такие события в среднем каждые две недели.
В ходе конференции было рассказано и об открытии ранее неизвестного остатка вспышки термоядерной сверхновой, взорвавшейся десятки тысяч лет высоко над плоскостью нашей Галактики в разреженной и горячей среде. Этот остаток виден только в рентгене/ Его не видно ни на радиокартах, ни в бальмеровских линиях водорода, ни в инфракрасных лучах. Остаток очень протяженный и был обнаружен лишь благодаря широкому полю зрения телескопа. Понятно, что эти доклады были основаны прежде всего на результатах российского консорциума телескопа СРГ/eROSITA. Но на конференции выступил также научный руководитель телескопа eROSITA доктор Андреа Мерлони (MPE), рассказавший о результатах немецкого консорциума.
Ряд докладов был посвящен эффективной работе в составе обсерватории СРГ первого российского рентгеновского телескопа с зеркалами косого падения — ART-XC им. М.Н. Павлинского. По результатам наблюдений телескопа (чувствительного в более жестком диапазоне энергий, чем eROSITA) уже опубликованы статьи с каталогами рентгеновских источников, зарегистрированных при обзоре неба и сканировании поля галактического центра. Открыто немало транзиентных (то есть впервые вспыхнувших) рентгеновских источников. В их числе — ранее неизвестные пульсары в двойных системах и симбиотические переменные.
Василий Левин (ИКИ РАН) рассказал о работе уникальных детекторов телескопа ART-XC, созданных им и его сотрудниками, и поделился планами по использованию подобных детекторов в приборе «Монитор всего неба» (МВН), который готовится к запуску на борт Международной космической станции в следующем году. Подробнее об эксперименте МВН рассказал его научный руководитель Николай Семена (ИКИ РАН).
В ряде докладов обсуждались результаты оптической поддержки наблюдений обсерватории СРГ крупными российскими телескопами: 6-м БТА (САО), 2.5-м ГАИШ МГУ (КГО), 1.6-м АЗТ-33ИК (Саянская обсерватория), 1.5-м РТТ-150 КФУ (Турция). Оптические наблюдения позволяют определить природу обнаруженных рентгеновских объектов и красное смещение линий в их спектрах. Александр Мещеряков (ИКИ РАН) рассказал об использовании его группой нейронных сетей и методов машинного обучения для оценки красных смещений далеких квазаров, зарегистрированных в обзоре СРГ, по данным существующих фотометрических обзоров неба. Около 90% их оценок в последующем были подтверждены (и уточнены) спектроскопическими измерениями на российских телескопах.
Оставшиеся два дня конференции были отданы научным сессиям, посвященным нескольким важнейшим направлениям исследований: космологии, росту сверхмассивных черных дыр, ультраярким рентгеновским источникам, быстрым радиовсплесками и магнитарам, гамма-всплескам, аккрецирующим нейтронным звездам и черным дырам и другим. Были обсуждены наиболее интересные результаты наблюдений, полученные за год, новые яркие теоретические идеи, результаты выполненного моделирования физических процессов и расчетов.
Важное место в программе конференции занимали приглашенные доклады с обзорами результатов ведущих астрофизических обсерваторий: гигантского радиоинтерферометра MeerKAT в ЮАР и чрезвычайно успешной астрометрической миссии ЕКА Gaia, а также обзор задач и состава аппаратуры недавно запущенного в космос первого специализированного рентгеновского поляриметрического спутника IXPE (NASA). Большой интерес вызвали доклады, посвященные будущим проектам: космической ультрафиолетовой обсерватории «Спектр-УФ» (Россия) и перспективной высокочувствительной рентгеновской обсерватории Lynx (США). О десятилетнем плане развития астрономии и астрофизики в США рассказал Алексей Вихлинин (сотрудник ИКИ РАН и Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики США), а о научной программе Европейского космического агентства — научный директор ЕКА профессор Гюнтер Хазингер.
