Два года назад, 13 июля 2019 года, в космос отправилась уникальная обсерватория серии «Спектр» — «Спектр-РГ», разработанная в Научно-производственном объединении имени С. А. Лавочкина (входит в Госкорпорацию «Роскосмос»).
Обсерватория оснащена двумя рентгеновскими зеркальными телескопами: ART-XC имени М.Н. Павлинского (ИКИ РАН, РФЯЦ-ВНИИЭФ, 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. «Спектр-РГ» — первая отечественная обсерватория, работающая в окрестности точки Лагранжа L2, на расстоянии около полутора миллионов километров от Земли. В этой окрестности телескоп остается неподвижным относительно Земли и Солнца, что позволяет ему проводить наблюдения круглосуточно.
За два года непрерывной работы обсерватория «Спектр-РГ» совершила три полных обзора небесной сферы, построила сверхчувствительную карту неба в рентгеновском диапазоне. Телескопы уже обнаружили рентгеновские лучи от сотен тысяч скоплений галактик, открыли более миллиона ранее неизвестных квазаров — активных ядер галактик.
Телескопы продолжают работу, наблюдения неба продолжаются в штатном режиме. В следующие года обзор всего неба будет повторен еще 5 раз, что позволит обнаружить на небе еще несколько тысяч рентгеновских источников.
Вот ряд открытий телескопа за последний год
9 ноября 2020 года телескоп еРОЗИТА увидел событие приливного разрушения звезды сверхмассивной черной дырой.
Телескоп eROSITA на борту орбитальной рентгеновской обсерватории «Спектр-РГ» зарегистрировал новый источник SRGeJ213527.3−181634, который привлек внимание российских астрофизиков мягкостью своего рентгеновского спектра. Анализируя характер излучения, они предположили, что его свечение вызвано разрушением звезды, слишком сильно приблизившейся к черной дыре. Наблюдения на крупнейшем в мире 10-метровом телескопе Кека (Гавайи, США), проведенные по предложению команды СРГ/еРОЗИТА, подтвердили, что зарегистрировано излучение аккреционного диска со светимостью в десять миллиардов раз превышающей светимость нашего Солнца во всех диапазонах спектра. Такие источники с временем жизни порядка полугода должны появляться при приливном разрушении звезды, пролетевшей слишком близко от сверхмассивной черной дыры.
Рентгеновские изображения участка неба размером 5×5 угловых минут в диапазоне 0.3-2.2 кэВ, полученные телескопом СРГ/еРОЗИТА в первом (слева) и во втором (справа) обзоре неба. Каждая светлая точка изображает один (или более) рентгеновский фотон. В первом обзоре из окрестности источника не зарегистрировано ни одного фотона, во втором обзоре — более ста рентгеновских фотонов.
9 декабря 2020 года Спектр-РГ обнаружил крупномасштабные пузыри горячего газа в гало Млечного Пути.
На первой карте обзора всего неба, созданной рентгеновским телескопом eROSITA на борту орбитальной обсерватории «Спектр-РГ», астрономы обнаружили огромные пузыри горячего газа ниже плоскости Млечного Пути, занимающие существенную часть Южного Неба. Их угловые размеры сравнимы с размерами всей нашей Галактики Млечный Путь, что соответствует линейным размерам в десяток килопарсек, т.е. до 30 000 световых лет в поперечнике. Анализируя, характер излучения, ученые предположили, что образование пузырей связано с активностью в прошлом сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактике. Энергия вспышек, необходимая для формирования этих огромных пузырей, должна была быть очень большой — 1056 эрг. Это соответствует выделению энергии 100 000 сверхновых, что аналогично оценкам других вспышек в активных ядрах далеких галактик.
15 декабря 2020 года телескоп ART-XC им. М.Н. Павлинского и еРОЗИТА завершили второй обзор неба.
Как и ожидалось, полное количество рентгеновских источников на суммарной карте возросло почти в два раза. Телескопами обнаружены ранее неизвестные объекты в Галактике и за ее пределами, в том числе сверхмассивные черные дыры, окруженные толщей холодного газа и невидимые в мягких рентгеновских лучах. Часть из зарегистрированных источников проявляет сильную переменность. Сравнение карт, полученных в результате нескольких обзоров, позволяет исследовать переменность источников рентгеновского излучения и, в частности, искать рентгеновские транзиенты — объекты, излучение от которых не детектировалось в первом обзоре, но которые стали яркими во втором (или наоборот).
25 января 2021 года «Спектр-РГ» получил рентгеновские изображения скопления галактика Кома.
Скопление галактик в созвездии Волосы Вероники содержит в себе тысячи галактик и находится на расстоянии менее 100 Мпк (300 млн. световых лет) от Земли. Благодаря подробным изображениям рентгеновского телескопа СРГ/eROSITA ученым удалось в деталях исследовать процесс слияния скоплений галактик.
Кроме множества фоновых источников (в основном, это далекие активные ядра галактик), на изображении выделяются два ярких диффузных пятна, которые соответствуют основному скоплению и группе галактик NGC 4839 (справа внизу от центра). Скопление и группа находятся в процессе слияния. Анализируя характер их движения, ученые пришли к выводу, что NGC 4839 уже однажды прошла через ядро основного скопления насквозь и снова движется к его центру. Тогда ударная волна газа, созданная группой NGC 4839 во время ее первого прохода (примерно миллиард лет назад), теперь должна располагаться на окраине скопления, а газ, вытесненный из ядра основного скопления, должен падать обратно, образуя «вторичную» ударную волну. Новые данные позволяют предположить, что структура длиной в несколько мегапарсек, наблюдаемая справа от ядра, представляет собой именно «вторичную» ударную волну. На изображении ниже показано соответствие между численными гидродинамическими расчетами и наблюдениями телескопа eROSITA.
3 марта 2021 года С помощью обсерватории «Спектр-РГ» астрономы обнаружили самый большой из известных остаток сверхновой.
Массивные звезды заканчивают свою жизнь гигантскими взрывами сверхновых, когда процессы синтеза в их недрах больше не производят достаточно энергии, чтобы противостоять их гравитационному коллапсу. Остатки этого взрыва состоят из материала, выброшенного звездой с высокой скоростью, который сталкивается при движении с окружающей его межзвездной средой. Это нагревает его до миллионов градусов, что приводит к выделению высокоэнергетического рентгеновского излучения. В ходе первого обзора всего неба, проведенного рентгеновским телескопом eROSITA на борту SRG, астрономы идентифицировали ранее неизвестный остаток сверхновой, который получил название «Хоинга». Остаток сверхновой находится далеко от плоскости Млечного пути, что не характерно для подобных объектов, т.к. массивные звезды образуются в основном там. «Хоинга» — самый большой остаток сверхновой, когда-либо обнаруженный в рентгеновских лучах.
29 апреля 2021 года eROSITA становится свидетелем пробуждения массивных черных дыр.
Используя данные обзора всего неба SRG / eROSITA, ученые из Института внеземной физики Макса Планка стали свидетелями возникновения ярких вспышек в центре галактик 2MASS 02314715-1020112 и 2MASX J02344872-4419325. Яркость галактических ядер увеличивается с периодом несколько часов, превышая на максимуме светимость всей галактики. По оценкам ученых, в центре каждой галактики находится сверхмассивная черная дыра, масса которой может достигать десятков миллионов Солнц. Исследователи предполагают, что наблюдаемые пульсации вызваны поглощением черной дырой вещества звезды, которая периодически приближается к ней и частично разрушается под воздействием приливных сил.
16 июня 2021 года Спектр-РГ завершил третий обзор всего неба.
В результате трёхкратного сканирования всего неба в рентгеновском диапазоне телескопами ART-XC и eROSITA получен колоссальный объём данных и построена самая детальная карта рентгеновских источников.
5 июля 2021 года Спектр-РГ открыл 18 формирующихся сверхскоплений галактик.
С помощью телескопа eROSITA ученые получили детальные снимки небольшого участка неба и попытались найти на них крупные скопления материи, в том числе большие группы галактик. В общей сложности в этой области ученые обнаружили несколько десятков тысяч галактик, испускающих большое количество рентгеновского излучения. Они были объединены в несколько сотен скоплений подобных объектов, которые, в свою очередь, входили в состав 18 еще формирующихся суперскоплений галактик.
29 июля 2021 года Выпуск первого набора данных, полученных рентгеновским телескопом eROSITA на борту обсерватории SRG.
Коллаборация ученых выпустила первый набор данных, полученных с помощью рентгеновского телескопа eROSITA. Впервые астрономы всего мира получат возможность загружать и анализировать данные с этого нового мощного телескопа. Предварительный выпуск данных сопровождался публикацией 35 научных статей немецким консорциумом eROSITA. База (EDR eROSITA) содержит почти 100 отдельных наблюдений 29 различных полей, сделанных до начала сканирования всего неба. Они охватывают широкий спектр различных астрономических объектов, от галактических нейтронных звезд до скоплений галактик. Также ученые объединили рентгеновские данные eROSITA с данными в ультрафиолетовом, оптическом и инфракрасном диапазонах от множества различных приборов как на земле, так и в космосе.
5 июля 2021 года НПО Лавочкина удостоено премии имени Марселя Гроссмана
На 16-ой международной конференции Marcel Grossmann Meeting награду Марселя Гроссмана за создание орбитальной обсерватории «Спектр-РГ» получило Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина, Институт космических исследований Российской академии наук, Институт внеземной физики Общества имени Макса Планка. Прорывные результаты наблюдений обсерватории внесли существенный вклад в развитие науки о строении Вселенной! Премия присуждена «За создание лучшей в мире карты всего неба в рентгеновских лучах, за открытие миллионов неизвестных ранее сверхмассивных черных дыр на космологических расстояниях, за регистрацию рентгеновского излучения от десятков тысяч скоплений галактик, заполненных в основном „темным веществом“, и за возможность детального исследования роста крупномасштабной структуры Вселенной в эпоху доминирования темной энергии».