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

Телескоп АРТ-ХС на борту обсерватории «Спектр-РГ» регистрирует гамма-всплески — мощные взрывы звезд в далеких галактиках. Это открывает новые интересные перспективы для наблюдений и совместных работ с другими обсерваториями.

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».

(с) С.Мольков, ИКИ РАН, СРГ/АРТ-ХС
Художественное изображение обсерватории «Спектр-РГ» и гамма-всплеска от взрыва звезды. На вкладке показан сигнал, зарегистрированный телескопом ART-XC в диапазоне энергий 60-120 кэВ через несколько секунд после обнаружения гамма-всплеска 1 января 2020 г. обсерваторией Fermi, работающей на околоземной орбите (с) С.Мольков, ИКИ РАН, СРГ/АРТ-ХС

***

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.

«Спектр-РГ» и (возможное) открытиe гибели звезд вблизи двух сверхмассивных черных дыр. Почти детективная история

27 декабря прошлого года в ходе сканирования всего неба рентгеновским телескопом еРОЗИТА (eROSITA) на спутнике «Спектр-РГ» был зафиксирован очень яркий рентгеновский источник на месте обычной галактики, от которой никогда не наблюдалось рентгеновского излучения на таком уровне и которая не проявляла ранее признаков наличия активного ядра. К настоящему моменту с помощью обсерватории было найдено ещё несколько подобных источников, в наблюдения за ними включаются многие космические и наземные обсерватории.

Изображение (с) И.Хабибуллин, ИКИ РАН, 2020
Схема разрушения звезды под действием приливных сил вблизи сверхмассивной черной дыры. Изображение (с) И.Хабибуллин, ИКИ РАН, 2020

Через два дня американская система обнаружения оптических вспышек на небе Zwicky Transient Facility (ZTF) автоматически зарегистрировала уярчение той же галактики в красном свете более чем в два с половиной раза. На это событие тогда никто не обратил внимания ни в знаменитом Калифорнийском технологическом институте, где обрабатываются данные ZTF, ни где-либо в другом месте в мире.

Еще через месяц рентгеновский телескоп XRT на американском спутнике Swift имени Герелса наводясь на сверхновую в направлении, близком к интересующей нас галактике, также случайно обнаружил яркий рентгеновский источник в ее направлении сравнимой мощности, но с несколько иной формой спектра.

На этой стадии российские ученые, работающие с данными СРГ/еРОЗИТА, сообщили коллегам на российских обсерваториях и астрономам всего мира о том, что по совокупности своих свойств данный объект подобен наблюдавшимся до этого случаям разрыва нормальных звезд приливными силами со стороны сверхмассивной черной дыры в центре этой галактики.

Схема этого процесса, хорошо изученного астрофизиками-теоретиками, приведена на иллюстрации. На ней показано, как нормальная звезда, движущаяся по параболической орбите вокруг черной дыры, оказывается на достаточно малом расстоянии от нее. При этом приливные силы (подобные хорошо известным приливам в океане под действием Луны) становятся настолько велики, что способны привести к потере звездой значительной части ее массы или даже полному ее разрушению.

Часть этого вещества приобретает скорость, достаточную для убегания из непосредственной окрестности черной дыры, другая же часть оказывается захваченной гравитацией и образует быстро вращающийся диск вокруг черной дыры.

Турбулентное трение между слоями газового диска приводит к отводу углового момента и продвижению вещества к черной дыре. При этом вещество в диске разогревается до десятков и сотен миллионов градусов, интенсивно излучая в рентгеновском диапазоне. В таких ситуациях светимость аккреционного диска может в десятки и даже сотни раз превышать светимость всей галактики.

На сегодняшний день, т.е. около двух месяцев с момента обнаружения, данный объект также наблюдался американской обсерваторией NuSTAR и крупнейшей рентгеновской космической обсерваторией НАСА Chandra. Поток его излучения практически не ослаб за это время. Легко оценить, какую массу вещества должна была поглотить черная дыра, чтобы обеспечить наблюдаемую лишь в рентгеновском диапазоне светимость ядра в течении почти двух месяцев. Эта величина превышает один процент массы звезды солнечного типа и заметно превосходит массу планеты или астероида.

Получить оценки подобного рода стало возможно благодаря наблюдениям на 1,6-метровом телескопе АЗТ-33 ИК Саянской солнечной обсерватории Института солнечно-земной физики СО РАН у границы с Монголией. Они позволили измерить красное смещение z=0.1, а значит и расстояние до галактики. Свет от нее шел до нас более 1 миллиарда лет. Кроме этого в спектре оптического излучения галактики наблюдатели ИКИ РАН обнаружили узкие эмиссионные линии дважды ионизованного кислорода и Бальмер-альфа линию водорода, совершенно нетипичные для такой галактики. Однако такие линии могут возникать в результате наблюдаемой активности ее ядра в рентгеновских лучах. Данные телескопа в Саянах подтверждены наблюдениями крупнейшего американского оптического телескопа Кека с диаметром зеркала в 10 метров, оснащенного адаптивной оптикой.

В ходе более чем 2-месячного обзора спутником «Спектр-РГ» четверти небесной сферы уже обнаружено несколько источников-кандидатов в события приливного разрушения звезд. О результатах первичного исследования наиболее ярких из них было сообщено в «Астрономических телеграммах» — коротких уведомлениях мирового астрономического сообщества. Такие источники очень редки и связаны с весьма редкими и экзотическими ситуациями.

18 февраля российские ученые сообщили всему миру координаты второго по яркости в рентгеновских лучах кандидата в приливное разрушение звезды сверхмассивной черной дырой. 22 февраля американская система обнаружения оптических вспышек на небе Zwicky Transient Facility (ZTF) объявила об обнаружении этой вспышки в оптических лучах.

Важнейшее отличие этих двух кандидатов в приливное разрушение звезд черными дырами от тех, что исследовались ранее и были открыты первоначально по вспышке в оптических лучах, — вспыхнувшие источники СРГ/еРОЗИТЫ излучают в рентгене в сотни и тысячи раз больше энергии, чем в оптических лучах.

Всего же за все время обзора обсерватория «Спектр-РГ» уже обнаружила и нанесла на карту более 75 тысяч источников. Большинство из них — далекие сверхмассивные черные дыры, скопления галактик, о существовании многих из которых никто не знал ранее, а также вспыхивающие звезды и белые карлики в нашей Галактике.

Ученые, работающие над обработкой уникальных данных со спутника «Спектр-РГ», благодарны специалистам НПО им. Лавочкина, ИКИ РАН и центров дальней космической связи ГК «Роскосмос» за каждодневный контроль и управление космическим аппаратом, а также прием огромного объема информации. Без работы этих специалистов оперативное получение научных результатов высочайшего класса было бы невозможно.

Обсерватории, включившиеся в наблюдения

***

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: АРТ-ХС/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.

Спектр-РГ: два месяца обзора неба телескопом АРТ-ХС

Карта обзора телескопом АРТ-ХС обсерватории «Спектр-РГ» за два месяца (8 декабря 2019 г. — 9 февраля 2020 г.), которая составлена из всех зарегистрированных за это время фотонов в жестком рентгеновском диапазоне энергий 4-30 кэВ. Красными точками отмечены области полюсов обзора, в которых экспозиция выше и соответственно количество зарегистрированных фотонов больше. Цветовая гамма от темно-фиолетового до желтого отражает количество фотонов в порядке возрастания.

Всего за два месяца покрыто 26% всего неба, что составляет более 10 тысяч квадратных градусов. Особенности рабочей орбиты аппарата таковы, что в первые два месяца, с 12 декабря «Спектр-РГ» проводит обзор с суточной угловой скоростью поворота менее градуса. Минимальная скорость оборота (0.65 град/сутки) была в последней декаде января, сейчас она начала возрастать, так что за полгода работы будет получен полный обзор.

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

НПО Лавочкина: «Спектр-РГ» завершил этап перелёта в окрестность точки L2

Специалисты Научно-производственного объединения имени С.А. Лавочкина (входит в Госкорпорацию «Роскосмос») 21 октября 2019 года провели коррекцию перехода на номинальную траекторию космического аппарата «Спектр-РГ», что означает завершение этапа перелёта аппарата в окрестность точки либрации L2 системы «Солнце — Земля».

После окончания подготовительных работ по настройке рентгеновских телескопов ART-XC и eROSITA обсерватория приступит к выполнению основной научной программы. Наблюдения будут проводиться в течение шести с половиной лет, из которых 4 года — в режиме сканирования звездного неба, а 2,5 года — в режиме точечного наблюдения объектов во Вселенной. За время 100-дневного полёта «Спектр-РГ» было выполнено две коррекции, которые обеспечили попадание на орбиту в окрестности внешней точки Лагранжа L2 системы «Солнце — Земля».

Точки либрации — это особые точки в системе «Солнце — Земля». В этих точках гравитационные поля Земли и Солнца, действующие на малое тело, уравновешены. Однако это точки неустойчивого равновесия, и поэтому для того чтобы находиться в окрестности этой точки аппарат будет выполнять эволюции по гало-орбите в несколько сотен тысяч километров вокруг точки либрации. К настоящему времени оба телескопа на борту обсерватории: eROSITA (Германия) и ART-XC (Россия) — успешно прошли этап тестирования оборудования и ведут наблюдения в рамках калибровок и ранней научной программы.

***

Космический аппарат «Спектр-РГ» был запущен ровно 100 дней назад, 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 (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.
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.

Оригинал новости на сайте НПО им. Лавочкина

Первый «учебный» месяц ART-XC

Чтобы получить хорошие научные результаты, требуется не только создать уникальную научную установку — нужно еще приобрести достаточный опыт в её использовании, выяснить все тонкости и научиться максимально использовать ее сильные стороны.

Основной задачей нашей команды в этом сентябре было научиться проводить обзоры неба с ART-XC. Конечно, перед запуском мы занимались компьютерным моделированием и оптимизацией предстоящих наблюдений, но в этих симуляциях оставалось достаточно много неучтенных факторов — так, например, никто никогда не измерял влияние фона заряженных частиц в районе точки L2 на рентгеновские детекторы. А именно от величины этого фона зависит какую стратегию проведения обзоров предпочесть — стараться увидеть больше слабых источников на небольшой площади или за то же время покрывать большие части неба, детектируя более яркие. В начале сентября был проведен глубокий обзор спирального рукава Галактики в созвездии Наугольника — области богатой массивными двойными рентгеновскими системами. Затем, мы переключили свое внимание на проведение большого — 40 квадратных градусов! (т.е. занимающего на небе площадь в 200 больше чем площадь Луны) — обзора Галактического центра. Поскольку большая часть массы Млечного Пути лежит в этом направлении, плотность рентгеновских источников в Галактическом центре наибольшая. А так как многие из этих источников сильнопеременные, то в эту область всегда интересно смотреть — а вдруг что-нибудь новое вспыхнет!

Кроме двух этих глубоких обзоров, совместно со вторым телескопом обсерватории СРГ — eRosita — были проведены наблюдения, имитирующие предстоящий обзор всего неба. Во время этих тренировочных наблюдений космический аппарат сделал несколько полных оборотов вокруг оси, соединяющей Солнце и Землю (при таком вращении солнечные батареи аппарата все время смотрят на Солнце), сначала в одну, а потом и в другую сторону — всего эти обороты покрыли на небе полосу шириной в 1.5 градуса. Данные, полученные во время этих тренировочных оборотов помогли проверить как работает система ориентации обсерватории в таком режиме.

Всего, за сентябрь ART-XC покрыл наблюдениями несколько процентов неба — многообещающий старт! Для наглядности, мы построили карту неба в галактических координатах, на которую нанесли все зарегистрированные рентгеновские фотоны: чем ярче цвет на карте, тем больше фотонов пришло с этого направления на небе. Желтыми звездочками на карте показаны полюса эклиптики — каждый оборот обсерватории во время обзора будет проходить рядом с ними, так что после окончания четырехлетнего обзора в этих областях будет накоплена наибольшая экспозиция, а пока через них прошли только наши пробные «сканы». Яркие площадки, разбросанные по карте соответствуют точечным источникам, которые наблюдались в режиме прямого наведения, а узкие «дорожки», их соединяющие — следы перенаведений телескопа. В центре карты — Галактический центр, прямо над ним — Sco X-1 — ярчайший рентгеновский источник на небе, с которого и началась история рентгеновской астрономии, слева от него — 3C390.3, яркий квазар, а справа, под плоскостью Галактики — Крабовидная туманность, один из наиболее часто используемых калибровочных источников.