Космическая рентгеновская обсерватория XRISM, разработанная совместно Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA), NASA и Европейским космическим агентством (ESA), сделала важное открытие. Благодаря высокоточному рентгеновскому спектрометру Resolve, ученые впервые получили убедительные доказательства наличия хлора и калия в остатке сверхновой Кассиопея A.
Кассиопея A расположена в созвездии Кассиопеи на удалении около 11 000 световых лет от нашей планеты. Она представляет собой остатки звезды, которая взорвалась более 340 лет назад. В декабре 2023 года обсерватория XRISM провела два наблюдения этого объекта и зарегистрировала аномально высокое содержание хлора и калия. Полученные данные также указывают на вероятный сигнал от фосфора, который ранее был обнаружен инфракрасными приборами.
Данное открытие имеет значение не только для исследования эволюции сверхновых, но и для понимания процессов формирования элементов, необходимых для существования жизни, например хлора и калия. Как утверждают ученые, эти элементы сконцентрированы в двух различных областях остатка сверхновой, что свидетельствует о неравномерности взрыва.
Обсерватория XRISM, стартовавшая 6 сентября 2023 года с космодрома Танэгасима, создана для исследования Вселенной в области высоких энергий. На её борту установлено два ключевых инструмента: спектрометр Resolve, позволяющий определять энергию рентгеновских фотонов с невиданной ранее точностью, и формирователь изображений Xtend. Благодаря исключительной чувствительности спектрометра Resolve, работающего в диапазоне от 0.3 до 12 кэВ и обладающего энергетическим разрешением 5–7 эВ, стало возможным выявление редких элементов в Кассиопее A, в то время как предыдущие инструменты могли идентифицировать только наиболее часто встречающиеся, например, железо или кремний.
Наличие хлора и калия имеет значительные последствия для астробиологии. Эти элементы играют важную роль в биологических и химических процессах, протекающих на Земле. Их обнаружение в остатке сверхновой указывает на то, что необходимые для жизни вещества способны формироваться и распространяться в космическом пространстве еще в процессе взрыва звезды. Неравномерное распределение найденных элементов свидетельствует о наличии сложных турбулентных процессов и перемешивании слоев внутри звезды до взрыва.
Благодаря данным, полученным с помощью телескопа XRISM, появились новые возможности для изучения не только эволюции звезд и сверхновых, но и для исследования химических процессов, лежащих в основе вещества, формирующего планеты и саму жизнь.
Результаты исследования были 4 декабря в журнале Nature Astronomy.