Что увидела обсерватория СРГ на кусочке внегалактического неба: eROSITA «открывает» свой первый глаз

Орбитальная обсерватория «Спектр-РГ» (СРГ) провела важный тест, исследовав небольшой участок внегалактического неба одним из семи модулей телескопа eROSITA. Результаты хорошо согласуются с предполетными ожиданиями.

Сейчас идет работа по проверкам и отладкам других шести модулей. Она будет завершена в течение нескольких недель до перехода к началу калибровок и последующего четырехлетнего периода сканирования всего неба.

Обсерватория СРГ была запущена с космодрома Байконур 13 июля 2019 г. ракетой-носителем «Протон-М» и разгонным блоком ДМ-03. В настоящее время она находится в окрестности точки Лагранжа L2 системы «Солнце-Земля», примерно в 1,6 млн. км от Земли. Планируется, что обсерватория будет проводить наблюдения в течении шести с половиной лет, оставаясь на протяженной орбите вокруг точки L2. В течение первых четырех лет она будет сканировать небо так же, как и ее предшественники: космические обсерватории ROSAT, WMAP, «Планк» и «Гайа».

В состав обсерватории СРГ входят два рентгеновских телескопа: eROSITA (разработан Институтом внеземной физики Общества им. Макса Планка, MPE, Германия), чувствительный к мягким рентгеновским лучам, и ART-XC (разработан в Институте космических исследований РАН, ИКИ РАН, Россия), работает на более высоких энергиях.

Основная цель миссии — построить карты всего неба в мягком (0.3–8 кэВ) и жестком (4–20 кэВ) диапазонах рентгеновского спектра с беспрецедентной чувствительностью и обнаружить около 3 миллионов аккрецирующих сверхмассивных черных дыр, 100 000 скоплений галактик, многочисленные рентгеновские двойные системы, яркие в рентгеновских лучах звезды, а также построить карты диффузного излучения Галактики.

Успех миссии зависит как от чувствительности самих телескопов, так и от способности обсерватории проводить наблюдения непрерывно по 24 часа в сутки в течение четырех лет. Очень важна роль наземных пунктов, принимающих эти данные.

К радости команд, работающих с обсерваторией СРГ в России и в Германии, первые испытания были успешными для телескопа АРТ-XC, а теперь и для телескопа eROSITA.

Результаты наблюдений небольшого участка внегалактического неба 26 и 27 августа 2019 г. телескопом eROSITA/СРГ
Результаты наблюдений небольшого участка внегалактического неба 26 и 27 августа 2019 г. телескопом eROSITA/СРГ

На рисунке показаны результаты наблюдений небольшого участка внегалактического неба 2×2 градуса, наблюдавшегося 26 и 27 августа 2019 года. Центральный участок этого поля размером ~ 1×1 градус известен астрофизикам как UDS (Ultra Deep Survey. т.е. зона Сверхглубокого Обзора). Полученное изображение содержит сотни рентгеновских источников. Оно было получено в результате комбинирования нескольких точечных наблюдений и наблюдений в режиме сканирования. Эффективная экспозиция в центре поля эквивалентна 6 тысячам секунд (примерно два часа) наблюдений всеми семью модулями телескопа eROSITA.

Большинство из сотен видимых на изображении объектов представляют собой квазары (сверхмассивные черные дыры, излучающие за счет выделения гравитационной энергии веществом, падающим в черную дыру). Они настолько ярки в рентгеновских лучах, что видны даже на космологических расстояниях. Часть объектов отождествляется с активными ядрами не слишком далеких галактик и даже со звездами с очень яркими рентгеновскими коронами в нашей Галактике.

Очень яркое диффузное пятно в верхнем правом углу — массивное скопление галактик на красном смещении z = 0.139, известное как ACO 329. Скопления галактик представляют собой одни из самых массивных объектов Вселенной. Около 85% их массы составляет «темное вещество» неизвестной природы и лишь около 15% вносит привычное барионное вещество, сосредоточенное в звездах тысяч галактик скопления (свет которых мы видим в оптических лучах) и разреженном горячем межгалактическом газе с температурой в десятки миллионов градусов, излучающем в рентгеновских лучах. Именно эти рентгеновские лучи видит eROSITA на спутнике СРГ.

Только один из семи модулей телескопа eROSITA участвовал в этих тестовых наблюдениях в рамках первоначальных испытаний. Несмотря на то, что обсерватория СРГ пока еще не работает на полную мощность, оценки чувствительности (пока лишь одного из детекторов) подтверждены.
Одновременные наблюдения телескопами eROSITA и АРТ-XC позволят получить спектры ярких источников в широком энергетическом диапазоне, что позволит быстро классифицировать их.

Первые изображения, полученные обоими телескопами, пока не исследованы досконально. Но они уже продемонстрировали потенциал орбитальной обсерватории «Спектр-РГ» и показали, что надежды астрофизиков на открытие большого числа новых рентгеновских источников в ходе обзора всего неба не лишены оснований.

Эффективная работа коллективов НПО им. Лавочкина и других предприятий, создавших платформу «Навигатор» для СРГ и управляющих его работой, специалистов на громадных антеннах в Медвежьих Озерах и Уссурийске, принимающих информацию и посылающих команды для приборов, инженеров и ученых в ИКИ и MPE, дала свои первые плоды. Они вселяют уверенность в реальность построения подробнейших рентгеновских карт Вселенной.

Эта новость печатается по поручению Российского и Германского консорциумов телескопа СРГ/eROSITA.

10.09.2019 A glimpse of extragalactic sky with the SRG Observatory: eROSITA opens its first eye. Пресс-релиз Института внеземной физики Общества им. Макса Планка

Новое изображение, полученное ART-XC: Центавр в центре

Источник Центавр X-3 в центре поля зрения телескопа ART-XC. Изображение получено 3 августа 2019 г. в ходе юстировок телескопа
Источник Центавр X-3 в центре поля зрения телескопа ART-XC. Изображение получено 3 августа 2019 г. в ходе юстировок телескопа

В настоящее время (7.08.2019) аппарат «Спектр-РГ» продолжает перелёт в окрестность либрационной точки L2 системы «Солнце-Земля», продолжаются калибровки аппаратуры. В частности, разработчики ART-XC ожидают «первый свет» — первые изображения, полученные со второго телескопа eROSITA, чтобы сопоставить точность позиционирования двух телескопов.

***

Космический аппарат «Спектр-РГ» 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 (MPE, Германия), работающими по принципу рентгеновской оптики косого падения. Телескопы установлены на космической платформе «Навигатор» (АО «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 Павлинский; научный руководитель по телескопу eROSITA (Германия): доктор Петер Предель.

НПО Лавочкина: Вторая коррекция траектории перелёта «Спектр-РГ»

Группа управления КА «Спектр-РГ» АО «НПО Лавочкина» 6 августа 2019 года провела вторую плановую коррекцию траектории перелёта КА «Спектр-РГ».

Коррекция заключалась в выдаче двух импульсов двигательной установки КА «Спектр-РГ» с интервалом 4 часа – в 17:30 мск и 21:35 мск соответственно. Операция прошла успешно. Бортовые системы КА «Спектр-РГ» в норме. Аппарат продолжает перелёт в окрестность либрационной точки L2 системы Солнце-Земля, которую он должен достичь в октябре текущего года. На своей рабочей орбите, на расстоянии 1,5 млн. км от Земли аппарат будет проводить исследования Вселенной в рентгеновском диапазоне длин волн.

***

Космический аппарат «Спектр-РГ» 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 (MPE, Германия), работающими по принципу рентгеновской оптики косого падения. Телескопы установлены на космической платформе «Навигатор» (АО «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 Павлинский; научный руководитель по телескопу eROSITA (Германия): доктор Петер Предель.

Источник: НПО Лавочкина

«Первый свет» ART-XC: «телескоп работает так, как мы ожидали»

30 июля 2019 года получен «первый свет» — первое рентгеновское изображение российского телескопа ART-XC на борту обсерватории «Спектр-РГ».

Телескоп наблюдал небольшую часть неба размером ~0.3 град2, в которой расположена двойная система Cen X-3. Система состоит из нейтронной звезды (рентгеновского пульсара с периодом вращения 4.84 секунды), которая вращается вокруг звезды — массивного голубого сверхгиганта спектрального класса О. Двойная система находится на расстоянии ~18.6 тысяч световых от Земли. Рентгеновский пульсар Cen X-3 хорошо известен, и является первым рентгеновским пульсаром открытым в нашей Галактике в 1971 году спутником UHURU. Именно поэтому он был выбран для проверки работоспособности телескопа и построения первого изображения.

«Все семь зеркальных систем телескопа работают так, как мы ожидали, — говорит Михаил Павлинский, ведущий ученый по телескопу ART-XC и заместитель научного руководителя проекта «Спектр-РГ». — Время первой экспозиции составило всего 45 минут. По полученному рентгеновскому изображению было оценено отклонение оптических осей семи зеркальных систем телескопа ART-XC от направления оси космического аппарата, направленной на Cen X-3, и оно оказалось небольшим, всего 11,33 угловые минуты, что будет учтено в дальнейших наведениях космического аппарата. Оси всех зеркальных систем ART-XC также оказались хорошо сьюстированы, смотрят в одну сторону с погрешностью менее одной минуты дуги. Таким образом, на этом этапе можно сказать, что наш телескоп работает так, как мы ожидали, и подтверждает все заявленные характеристики. В ближайшее время будут проводиться союстировки зеркальных систем и бортовых звёздных датчиков и калибровки детекторов телескопа».

ART-XC — один из двух телескопов, установленных на борту обсерватории «Спектр-РГ». Он был создан в Институте космических исследований Российской Академии наук совместно с Российским Федеральным ядерным центром (г. Саров, Россия). В проекте также участвует Центр космических полетов им. Маршалла, НАСА, США в части рентгеновских зеркальных систем.

Телескоп состоит из семи зеркальных систем (модулей). В фокальной плоскости каждой из них находится позиционно-чувствительный и спектрометрический полупроводниковый рентгеновский детекторов на основе теллурида кадмия. Фактически, ART-XC состоит из семи независимых зеркальных телескопов косого падения, смотрящих в одну сторону, что повышает чувствительность наблюдений. Рентгеновские детекторы были разработаны и созданы в ИКИ РАН.

30 июля обсерватория «Спектр-РГ» находилась на удалении 1,1 миллиона километров от Земли. Это рекорд для российской космонавтики в новом тысячелетии. Также «Спектр-РГ» —  первый отечественный аппарат, которому предстоит работать в точке Лагранжа L2, которая находится примерно в 1,5 миллиона километров от нашей планеты. Прибытие и выход на рабочую орбиту вокруг L2 ожидаются в конце октября этого года.

Второй телескоп проекта — eROSITA, созданный в Германии. К настоящему времени была откинута крышка, которая закрывала входные отверстия зеркальных систем. Ожидается, что первое изображение eROSITA будет получено в середине сентября.

***

«Спектр-РГ» (СРГ) / Spektr-RG — космическая астрофизическая обсерватория, нацеленная на исследование Вселенной в рентгеновском диапазоне электромагнитного излучения в окрестности точки либрации L2 системы «Солнце-Земля».

Космическая обсерватория «Спектр-РГ» была создана в рамках Федеральной космической программы России, раздел «Фундаментальные космические исследования», по заказу Российской Академии наук с участием Германии.

Пример «первого света» ART-XC. Изображение участка неба 0.3 кв. град с рентгеновским пульсаром Cen X-3, полученное 30.07.2019 на одном из семи детекторов URD28
Пример «первого света» ART-XC. Изображение участка неба 0.3 кв. град с рентгеновским пульсаром Cen X-3, полученное 30.07.2019 на одном из семи детекторов URD28. Энергетический диапазон 4–20 кэВ. Шкала по глубине логарифмическая, цвета отражают яркость пикселей. Зеленая штрихованная окружность показывает границы входного бериллиевого окна, диаметр ~36 минут дуги
Спектр отсчётов по рабочей области детектора URD28 (диаметр 28.56 мм), в зависимости от энергии
Зелёным цветом показан спектр отсчётов по рабочей области детектора URD28 (диаметр 28.56 мм), в зависимости от энергии. По вертикали отложено число отсчётов в секунду на кэВ, по горизонтали — энергия фотонов в кэВ. Для сравнения приведён спектр отсчетов для «пустого» поля, полученный тем же детектором телескопа ART-XC чуть ранее 24–25 июля. Хорошо видно превышение сигнала от Cen X-3 над фоном в диапазоне энергий 4–20 кэВ, и при этом не использовано преимущество построения изображения телескопом и наличие ещё шести телескопов, что позволит повысить соотношение «сигнал/шум» на два порядка величины

«Спектр-РГ» открывает «глаза»

23 июля 2019 года были успешно открыты крышки рентгеновских телескопов eROSITA и ART-XC на борту космического аппарата «Спектр-РГ». Крышки закрывали рентгеновские зеркала во время старта и первых недель полёта, чтобы защитить их от пыли и других инородных предметов во время сборки и подготовки к запуску.

В ближайшее время будут проводиться калибровки и юстировки обоих телескопов с тем, чтобы начать первые научные наблюдения уже в ходе перелёта в точку L2, где аппарат будет проводить наблюдения по основной научной программе.

На следующем видео показаны испытания открытия крышки телескопа еРозита в вакуумной камере:

***

Космический аппарат «Спектр-РГ» 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 (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 Павлинский; научный руководитель по телескопу eROSITA (Германия): доктор Петер Предель.

Роскосмос: Проведена плановая коррекция орбиты «Спектр-РГ»

Группа управления космическим аппаратом «Спектр-РГ» НПО Лавочкина (входит в Госкорпорацию «Роскосмос») 22 июля 2019 года провела первую плановую коррекцию его орбиты.

Коррекция заключалась в выдаче двух импульсов двигательной установки «Спектра-РГ» с интервалом 4 часа. Операция прошла успешно, бортовые системы космической обсерватории в норме. Аппарат продолжает перелёт в окрестность либрационной точки L2 системы «Солнце-Земля», где будет проводить исследования Вселенной с целью ответа на такие важные для мирового научного сообщества вопросы как:

  • какова история влияния темной энергии и темной материи на формирование крупномасштабной структуры Вселенной;
  • какова космологическая эволюция сверхмассивных черных дыр?

Космический аппарат «Спектр-РГ» 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 (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 Павлинский; научный руководитель по телескопу eROSITA (Германия): доктор Петер Предель.

Оригинал статьи на сайте ГК «Роскосмос»

График полета обсерватории «Спектр-РГ» (с) ГК «Роскосмос»
(с) ГК «Роскосмос»

Российские телескопы наблюдают космический аппарат «Спектр-РГ»

В течение последних нескольких суток при помощи целого ряда российских оптических телескопов проведена серия наблюдений космического аппарата «Спектр-РГ».

Такие наблюдения очень важны: они позволяют уточнить траекторию движения аппарата, что даст возможность управлять им таким образом, чтобы при перелете в точку Лагранжа L2 затратить как можно меньше топлива. В свою очередь, в будущем это поможет увеличить длительность активной работы аппарата на орбите.

В наблюдениях принимали участие Российско-Турецкий 1.5-метровый телескоп (РТТ-150), 1-м телескоп Цейсс-1000 Специальной астрофизической обсерватории РАН, 1.6-метровый телескоп Саянской обсерватории Института солнечно-земной физики Сибирского отделения РАН, 60-сантиметровый телескоп Института астрономии РАН на пике Терскол, телескопы Крымской астрофизической обсерватории и др.

В результате этих наблюдений параметры орбиты были в значительной степени уточнены. Это позволит выдать более точный управляющий импульс для маневра коррекции орбиты, который состоится вечером 22 июля 2019 г.

В настоящее время космический аппарат «Спектр-РГ» находится на расстоянии около 700 тысяч километров от Земли (по направлению на созвездие Орла) и движется к точке Лагранжа L2 системы «Солнце-Земля» со скоростью около 800 м/с относительно Земли.

 

Роскосмос: «Спектр-РГ» выведен на орбиту

Со стартовой площадки № 81 космодрома Байконур 13 июля 2019 года в 15:30:57 мск состоялся успешный пуск ракеты-носителя Протон-М» с разгонным блоком «ДМ-03» и космической астрофизической обсерваторией «Спектр-РГ». Пуск и полет прошли без замечаний. Это был второй пуск ракеты-носителя данного типа в 2019 году. 

Спустя два часа, в 17:30 мск, состоялось отделение космического аппарата от разгонного блока «ДМ-03» и орбитальная обсерватория начала свой 100-дневный полёт в окрестность либрационной точки L2 системы Солнце – Земля, где она будет исследовать Вселенную в рентгеновском диапазоне электромагнитного излучения. Все системы работают штатно. Зафиксировано раскрытие солнечных батарей и теплового экрана. Космический аппарат взят на сопровождение.

В течение перелёта запланированы следующие операции: проверка служебных систем, юстировка, калибровка и тестирование телескопов, пробные астрофизические наблюдения. Проведение исследований запланировано в течение 6,5 лет, из которых 4 года — в режиме сканирования звездного неба, а 2,5 года — в режиме точечного наблюдения объектов во Вселенной.

Ожидается, что в ходе обзора неба «Спектр-РГ» обнаружит около 100 000 скоплений галактик в наблюдаемой части Вселенной, порядка 3 миллионов аккрецирующих сверхмассивных черных дыр, 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.

Космический аппарат «Спектр-РГ» 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 (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 Павлинский; научный руководитель по телескопу eROSITA (Германия): доктор Петер Предель.

Ракета-носитель тяжелого класса «Протон» разработана и серийно изготовливается Государственным космическим научно-производственным центром имени М. В. Хруничева».

С учетом запуска обсерватории «Спектр-РГ», с начала эксплуатации ракеты-носителя «Протон» (1965 г.), осуществлено 419 ее пусков в разных конфигурациях с использованием различных разгонных блоков. Из них в 106-ти запусках применялась ее модернизированная версия — «Протон-М».

Оригинал статьи на сайте ГК «Роскосмос»

Роскосмос: О пуске ракеты-носителя «Протон-М»

Работы по предстартовой подготовке к пуску ракеты космического назначения «Протон-М» в составе разгонного блока «ДМ-03» и космического аппарата «Спектр-РГ» и устранению выявленных отклонений в ракете-носителе продолжатся до заседания Государственной комиссии, которая состоится утром 12 июля 2019 года и примет окончательное решение о запуске или переносе на резервную дату.

Оригинал статьи на сайте ГК «Роскосмос»

Роскосмос: Запуск «Спектр-РГ» перенесен на 12 июля

Государственная комиссия приняла решение о переносе запуска обсерватории «Спектр-РГ» с использованием ракеты-носителя «Протон-М» с разгонным блоком «ДМ-03» на 12 июля 2019 года.

В рамках проведения летно-конструкторских испытаний на завершающем этапе подготовки к запуску аппарата «Спектр-РГ» было выявлено отклонение в реализации циклограммы задействования одного из разовых химических источников тока.

По результатам комплексного анализа результатов наземных испытаний и с учётом времени, необходимого для устранения замечания, техническое руководство предложило Государственной комиссии осуществить запуск в предусмотренное планами второе стартовое окно — 12 июля. Данное решение было поддержано.

Оригинал статьи на сайте ГК «Роскосмос»