Телестудия Роскосмоса: «Спектр-РГ» полгода в космосе

Новостная интернет-программа «Космическая среда» Телестудии Роскосмоса. Выпуск 267. В программе от 22 января 2020 года: «Спектр-РГ»: полгода в космосе.

Одна шестая часть неба с телескопом СРГ/еРОЗИТА

Прошло чуть более месяца с начала регулярного обзора всего неба обсерваторией «Спектр-РГ», двигающейся по орбите в районе точки либрации L2 на расстоянии полутора миллионов километров от Земли и вращающейся вокруг оси, направленной на Солнце. За это время телескопы обсерватории АРТ-ХС и еРозита покрыли более 1/6 части всей небесной сферы и продемонстрировали замечательные возможности «Спектра-РГ» по картографированию рентгеновского неба. К середине июня 2020 года все небо будет покрыто целиком, а через четыре года каждый участок неба будет покрыт 8 раз, увеличив чувствительность обзора в рекордные 20–30 раз по сравнению с существующим.

На рисунке показана карта половины неба в диапазоне 0.4-2 кэВ, полученная телескопом СРГ/еРОЗИТА. Оси телескопов обсерватории описывают большие круги на небе, проходящие через северный и южный полюса эклиптики. На карте четко видна темная полоса, связанная с поглощением мягкого рентгеновского излучения газом и пылью в Плоскости Галактики. Z характеризует красное смещение линий из за расширения Вселенной в спектрах объектов, находящихся на космологических расстояниях от нас. Скопление на врезке находится достаточно близко, а рентгеновские лучи от квазара прошли по пути к нам расстояние в 11.3 миллиарда световых лет.

Яркая диффузная область в правой части галактики — это знаменитый «Северный полярный шпур», область повышенной яркости радиоизлучения в форме дуги. Другая яркая область вблизи Плоскости Галактики — это мощнейшая область звездообразования в нашей Галактике, известная под названием Лебедь Х. Вне этих областей рентгеновское излучение определяется многочисленными активными ядрами галактик и скоплениями галактик.

Разрешение карты всего неба, показанной на рисунке, не позволяет увидеть на нём отдельные источники, хотя их сейчас уже зарегистрировано больше десяти тысяч. Для иллюстрации возможностей телескопа на врезке показан небольшой участок неба (2х2 градуса) с лучшим разрешением. Место, откуда заимствована врезка, показано на большом изображении как маленький квадрат вблизи северного полюса эклиптики (плоскости Солнечной системы). Именно вблизи полюсов эклиптики пересекаются индивидуальные сканы двух рентгеновских телескопов обсерватории.

Обсерватория «Спектр-РГ» продолжает сканирование, и каждый день добавляет полоску шириной 1 градус на эту карту. Темная полоса на карте связана с коррекцией орбиты спутника, когда телескоп еРОЗИТА был выключен на некоторое время.

Показанные изображения были получены в рамках российской квоты наблюдательного времени телескопа СРГ/еРОЗИТА, и проанализированы сотрудниками отдела астрофизики высоких энергий ИКИ РАН.

Источник: пресс-центр ИКИ РАН.

Обсерватория СРГ – полгода в космосе!

Полгода назад, 13 июля 2019 года, с космодрома Байконур была запущена астрофизическая обсерватория СРГ. Эти шесть месяцев были насыщены событиями: коррекции орбиты, включение и получение «первого света» телескопов ART-XC и eROSITA, их настройка и калибровка, первые научные наблюдения, выход на рабочую орбиту вокруг точки L2 и, наконец, долгожданное начало рентгеновского обзора всего неба.

На стадии летных калибровок и первых научных наблюдений в ходе ежедневных сеансов связи с борта космического аппарата было принято 360 гигабайт научных данных с помощью трех наземных станций. Первые результаты этих наблюдений были представлены на всероссийской конференции «Астрофизика высоких энергий сегодня и завтра – 2019», которая прошла в декабре в Институте космических исследований РАН.

8 декабря 2019 года обсерватория СРГ начала обзор всего неба. Совершая по шесть оборотов в день вокруг оси спутника, направленной на Солнце, телескопы обсерватории уже к июню 2020 года первый раз просканируют всю небесную сферу в рентгеновских лучах, а всего за четыре года планируется сделать восемь таких обзоров. На рисунке показана (в галактических координатах) одна шестая часть неба, для которой были получены данные в первый месяц обзора. За это время телескоп ART-XC зарегистрировал более 3 миллионов жестких рентгеновских фотонов (с энергиями от 4 до 30 кэВ) из дальнего космоса. Все они нанесены на представленную карту.

Для демонстрации огромного научного потенциала этих данных также показаны, в сильно увеличенном масштабе, два небольших фрагмента этой карты. На первом из них виден протяженный объект – горячий остаток сверхновой Кассиопея А, взорвавшейся около 300 лет назад в нашей Галактике (с помощью цветовой гаммы показано изображение, полученное телескопом ART-XC в жестком рентгеновском диапазоне, а с помощью контуров, для сравнения – изображение в мягком рентгеновском диапазоне, полученное ранее германской обсерваторией ROSAT). На второй площадке видны сразу три точечных источника: рентгеновские двойные системы V395 Car и MAXI J0911-655 в нашей Галактике, в которых вещество с обычной звезды перетекает на нейтронную звезду (причем во втором случае сильно замагниченная нейтронная звезда вращается вокруг своей оси 340 раз в секунду), а также сейфертовская галактика IRAS 09149-6206 на расстоянии 840 миллионов световых лет от нас, в которой происходит аккреция межзвездного вещества на сверхмассивную черную дыру.

Служебные системы космического аппарата СРГ и все 14 модулей телескопов ART-XC и eROSITA продолжают работать в штатном режиме, ежедневно поставляя ученым новые данные. Уникальный рентгеновский обзор неба продолжается!

ПРЕСС-КОНФЕРЕНЦИЯ О ПРОРЫВНЫХ РЕЗУЛЬТАТАХ РАБОТЫ КОСМИЧЕСКОЙ АСТРОФИЗИЧЕСКОЙ ОБСЕРВАТОРИИ «СПЕКТР-РГ»

РИА НОВОСТИ, : Пресс-конференция, в ходе которой были представлены прорывные результаты работы космической астрофизической обсерватории «Спектр-Рентген-Гамма».

http://pressmia.ru/pressclub/20191220/952604204.html

Участники:
— генеральный директор Государственной корпорации по космической деятельности «Роскосмос» Дмитрий РОГОЗИН;
— президент Российской академии наук Александр СЕРГЕЕВ.

Обсерватория была успешно выведена на орбиту ракетой-носителем «Протон-М» в июле 2019 года. В настоящее время «Спектр-РГ» находится в точке Лагранжа L2 на расстоянии 1,5 млн км от Земли и передает уникальные снимки неизвестных ранее космических объектов, которые позволят ученым понять природу темной материи, других космологических задач и нашей Вселенной.

Орбитальная рентгеновская обсерватория СРГ начинает сканирование неба

Орбитальная рентгеновская обсерватория Спектр-РГ, запущенная с космодрома Байконур 13 июля 2019 г., начинает обзор всего неба. 8-го декабря спутник, двигающийся по орбите вокруг вокруг точки либрации L2 на расстоянии полутора миллионов километров от Земли, совершил один оборот вокруг оси, направленной в сторону Земли. Таким образом был произведен пробный скан вдоль большого круга на небесной сфере, ознаменовавший начало перехода к обзору всего неба, который должен продлиться 4 года. Следуя за движением Земли вокруг Солнца, телескопы АРТ-ХС и еРОЗИТА каждые шесть месяцев будут  получать карту всего неба в несколько раз более чувствительную, чем все карты, полученные рентгеновскими астрономами до сих пор. Сумма восьми независимых карт, которые ожидается получить через 4  года работы,  позволит достигнуть рекордной чувствительности и обнаружить около трех миллионов активных ядер галактик и квазаров,  сто тысяч скоплений и групп галактик и около полумиллиона активных звезд, белых карликов, пульсаров и остатков вспышек сверхновых, нейтронных звезд и черных дыр в нашей Галактике. Сравнение же отдельных карт неба даст возможность астрофизикам следить за переменностью миллионов рентгеновских источников на небе.

Слева: Обсерватория «Спектр-РГ» во время наземных испытаний в НПО им. Лавочкина. Справа: Пуск ракеты «Протон» со спутником «Спектр-РГ» с космодрома Байконур.

Главной научной задачей обзора неба является исследование крупномасштабной структуры Вселенной и изучение природы темной материи и темной энергии. В тоже время, рекордная чувствительность обзора и обширная выборка рентгеновских источников разных типов, которые будут обнаружены в ходе обзора, имеют колоссальный потенциал для новых открытий и позволят вести исследования по всем направлениям современной астрофизики высоких энергий.

Началу обзора неба предшествовала кропотливая работа ученых и инженеров в Институте космических исследований РАН в Москве и в Институте внеземной физики  Общества им. Макса Планка в Германии по настройке и калибровке двух телескопов обсерватории. Эта работа завершились глубокими проверочными наблюдениями, в ходе которых телескопы обсерватории были испытаны в условиях реальных наблюдений астрофизических объектов. Приведенные ниже рисунки демонстрируют возможности телескопа СРГ/еРОЗИТА по проведению глубоких обзоров площадок в десятки квадратных градусов (см. также изображение мини-обзора eFEDS на сайте МПЕ).

На рис. 1 показана рентгеновская карта участка Галактического диска (т.н. «Хребет Галактики»), полученная телескопом еРОЗИТА в октябре 2019 г. На карте размером около 25 кв. градусов детектируются многочисленные рентгеновские источники, как расположенные в нашей Галактике, так и квазары, находящиеся на больших расстояниях от нас и наблюдаемые  «на просвет». Громадный интерес представляют галактические объекты: целые скопления молодых звезд, активно излучающих в рентгеновских лучах, звезды даже менее массивные чем наше Солнце, но имеющие короны, излучающие в рентгене в тысячи раз больше чем корона нашего Солнца. На карте помечены пульсары –  быстро вращающиеся замагниченные нейтронные звезды, остатки вспышек сверхновых, в которых светятся ударные волны из-за столкновений газа, сброшенного погибшей звездой, с окружающим межзвездным газом. Видны зоны диффузного излучения в рентгеновских лучах. Голубой и зеленый цвета соответствует высоким энергиям фотонов (то есть они излучаются газом с температурой в десятки миллионов градусов, а красный цвет соответствует излучению более холодного газа с температурой от сотен тысяч до миллиона градусов).

«Дыра Локмана» – уникальная область на небе, где поглощение рентгеновского излучения межзвездной средой нашей Галактики достигает минимального значения, что позволяет исследовать с рекордной чувствительностью далекие квазары и скопления галактик.  На площадке размером 20 кв. градусов телескоп еРОЗИТА задетектировал около 6000 рентгеновских источников (Рис.2). Подавляющее большинство этих источников – активныe ядра галактик и квазары, излучение которых связано с аккрецией вещества на сверхмассивную черную дыру. Согласно фотометрическим оценкам красных смещений, наиболее далекие из них находятся на красных смещениях вплоть до z~4-5. Также обнаружено более 100 скоплений галактик и несколько сотен активных звезд, расположенных в нашей Галактике.

Показанные изображения были получены в рамках российской квоты наблюдательного времени телескопа еРОЗИТА, и проанализированы сотрудниками отдела астрофизики высоких энергий ИКИ РАН.

Данный пресс-релиз на сайте пресс-службы ИКИ и РОСКОСМОСА.

Пресс-конференция о результатах 100-дневного космического полета «Спектр-РГ»

22 октября в 14:30 в Международном мультимедийном пресс-центре МИА «Россия сегодня» состоялась мультимедийная пресс-конференция на тему: «Космический аппарат «Спектр-РГ»: сто дней полета».
Участники:
— научный руководитель проекта «Спектр-РГ», академик РАН Рашид СЮНЯЕВ;
— заместитель начальника управления – начальник отдела Госкорпорации «Роскосмос» Виктор ВОРОН;
— заместитель начальника комплекса АО «НПО им. Лавочкина» Илья ЛОМАКИН;
— заместитель научного руководителя проекта «Спектр-РГ», член-корреспондент РАН Евгений ЧУРАЗОВ;
— ведущий научный сотрудник ИКИ РАН, член-корреспондент РАН Марат ГИЛЬФАНОВ;
— научный руководитель телескопа ART-XC, руководитель отдела астрофизики высоких энергий ИКИ РАН Михаил ПАВЛИНСКИЙ;
— руководитель отдела наземных научных комплексов ИКИ РАН Владимир НАЗАРОВ.
21 октября 2019 г. – сто дней полета космической астрофизической обсерватории «Спектр-РГ», предназначенной для самой масштабной «переписи» скоплений галактик во Вселенной. Обсерватория была выведена в космос 13 июля 2019 г. с космодрома Байконур.

Фото (с) В.Г. Колесниченко и Пресс-центр «Россия Сегодня», 2019

Близкие барстеры и Мышка в центре Галактики или несколько слов о важности углового разрешения

Одной из важнейших характеристик рентгеновского телескопа является его угловое разрешение — способность разделить две близкие звезды. При этом, поскольку рентгеновские телескопы всегда работают в тяжелых радиационных условиях, с большим фоном заряженных частиц, хорошее угловое разрешение позволяет видеть более тусклые объекты. Зеркала, работающие в стандартном рентгеновском диапазоне (0.5-10 кэВ), используются давно: еще в 1978 году была запущена Обсерватория им. Эйнштейна с первым зеркальным рентгеновским телескопом. Однако изготовление зеркал для более жесткого рентгеновского диапазона долго оставалось недосягаемой мечтой астрофизиков. Чем выше энергия фотона, тем под меньшим углом он должен упасть на поверхность зеркала, чтобы отразиться — точно так же, как брошенный камень отражается от поверхности воды. Из-за этого такие телескопы получаются длиннее и тяжелее. К тому же появляются дополнительные проблемы, связанные с подбором оптимального покрытия зеркал и их тонкой полировкой.
В 1989 году была запущена астрофизическая обсерватория ГРАНАТ, на борту которой работал рентгеновский телескоп АРТ-П, разработанный в ИКИ РАН. Вместо зеркал в нем использовалась кодирующая апертура — специальный метод, позволяющий получать неплохие изображения неба, полагаясь вместо сложной оптики на не менее сложную математику. Тогда удалось достичь углового разрешения в 5 минут дуги в диапазоне 3-20 кэВ. Чтобы сравнить АРТ-П с ART-XC, мы построили изображение участка неба вблизи центра Галактики, где расположены две яркие и близкие (на небе, на самом деле эти объекты весьма далеки друг от друга) маломассивные рентгеновские двойные системы — SLX 1744-299 и SLX 1744-300. Угловое расстояние между ними — всего 2.6 минуты, так что АРТ-П не мог их разрешить: вместо двух «звездочек», он показывал одну, но вытянутую в правильном направлении. ART-XC же, за счет гораздо более совершенной оптической системы, легко разделяет оба источника. А благодаря существенно возросшей чувствительности видит в этом поле еще один источник — плерион (туманность, подпитываемую ветром энергичного пульсара, расположенного в ее центре) Мышка, названный так за длинный хвост, хорошо видимый в радиодиапазоне.

Также, для сравнения мы привели данные телескопа NuSTAR, запущенного в 2012 году. NuSTAR обладает самыми совершенными зеркалами, предназначенными для жесткого рентгеновского диапазона — вплоть до 78 кэВ! Его угловое разрешение — 18 угловых секунд (FWHM — полная ширина пятна на половинной амплитуде), в то время как у ART-XC — около 30 секунд. Впрочем, у этих телескопов совершенно разные задачи — главной задачей ART-XC является проведение обзора всего неба — именно поэтому у него большое поле зрения — 36 угловых минут в диаметре, тогда как у NuSTAR, который создавался для изучения отдельных, самых интересных источников, поле зрения в семь раз меньше. И мы, конечно, надеемся, что в числе целей NuSTAR уже скоро появятся источники открытые ART-XC.

Кстати, обе эти маломассивные системы являются барстерами — компактными объектами в них являются нейтронные звезды, на поверхностях которых иногда происходят термоядерные взрывы. И один такой взрыв, от SLX 1744-300, мы уже увидели с помощью телескопа ART-XC.

Что в имени тебе моем? Первый рентгеновский источник, открытый SRG/ART-XC

На всем небе известно около миллиона рентгеновских источников. Около сотни из них имеют свои собственные имена: «Быстрый барстер», «Великий аннигилятор» и.т.п., а все прочие называются единообразно — короткая аббревиатура, в честь обсерватории, которая первой открыла этот источник, и координаты — обычно в экваториальной системе. Так и получаются имена типа GRS 1915+105 — источник обсерватории «Гранат», с координатами 19 часов 15 минут прямого восхождения и 10 градусов cклонения.

После продолжительного периода калибровок ART-XC наконец приступил к выполнению своей ранней научной программы. И в первом же сканирующем наблюдении балджа (центрального «утолщения») Галактики удалось обнаружить новый рентгеновский источник — теперь уже названный SRGA J174956-34086 (SRGA — источник обсерватории SRG, открытый телескопом ART-XC). Впрочем, в рентгеновской астрономии открыть новый источник — это как правило лишь первый шаг на длинном и тернистом пути определения его физической природы — источник может оказаться как далеким квазаром, свет от которого добирался до нас многие миллиарды лет, так и близкой звездной системой с компактным объектом — нейтронной звездой или черной дырой. Для того, чтобы решить подобную загадку астрофизики стараются сначала максимально хорошо локализовать найденный объект, а потом осмотреть это место телескопами, работающими на других длинах волн — в радио, оптическом, инфракрасном или гамма-диапазонах. Так, ничем не примечательная тусклая звездочка, видимая только в большой телескоп может оказаться ярчайшим на всем небе объектом, если посмотреть на неё рентгеновскими «глазами».

Для того, чтобы точнее локализовать обнаруженный объект было выполнено короткое наблюдение на другом космическом рентгеновском телескопе — XRT обсерватории Swift имени Нейла Герельса, обладающем лучшим угловым разрешением. В мягких рентгеновских лучах SRGA J174956-34086 оказался тусклее, чем в жестких, что обычно встречается у источников, расположенных за облаками межзвездного газа и пыли, что впрочем не помешало XRT определить его координаты с точностью в несколько секунд дуги. В данных инфракрасного обзора VVV в области локализации источника оказалось две достаточно яркие звезды. Теперь предстоит работа по получению их оптических спектров и определению, может ли какая-нибудь из них быть источником рентгеновского излучения, которое увидел ART-XC, или нужно искать другие, более слабые объекты. Это, однако, дело будущего, а свой след в каталогах рентгеновских источников ART-XC уже оставил.

И, конечно, большое спасибо команде Swift, за выполненные по нашей заявке наблюдения.

Слева — изображение источника по данным ART-XC в диапазоне 4-11 кэВ, справа — по данным Swift/XRT (0.3-10 кэВ). Зеленым кружком показана область локализации источника по данным XRT.
Изображение источника по данным телескопов ART-XC и Swift/XRT

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

Владимир Путин и глава «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин

Как обстоят дела в ракетно-космической сфере, обсудили Владимир Путин и глава «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин

Дмитрий Рогозин рассказал об итогах первого полугодия работы корпорации. И гордиться есть чем: ряд успешных запусков, в том числе с космодрома Восточный.

«Из важных пусков хотел бы отметить также запуск космической лаборатории «Спектр-РГ». Это важнейшая работа для Российской академии наук. Аппарат уходит сейчас в точку Лагранжа, и мы планируем получить очень серьезные данные для нашей фундаментальной науки», — рассказал глава «Роскосмоса».

Запуск с Байконура состоялся 13 июля. А после с околоземной орбиты началось стодневное путешествие обсерватории. Добравшись до наиболее выгодной точки для съемок, аппарат начнет присылать фотографии неизвестных ранее окраин Вселенной. Этот снимок сделан в пути — телескоп рассмотрел заметную лишь в рентгеновском диапазоне далекую звезду. Ее тусклый свет добирался до нас 18 с половиной тысяч лет.

«Это была нейтронная звезда, первый рентгеновский пульсар, открытый в нашей галактике. И для нас это является подтверждением, что все характеристики телескопа замечательно работают в космосе, на удалении более миллиона километра от Земли», — сказал заместитель директора Института космических исследований РАН Михаил Павлинский.

https://www.1tv.ru/n/369707