20 сентября 2024 года впервые были опубликованы научные результаты миссии XRISM, разработанной совместно японским агентством JAXA, НАСА и Европейским космическим агентством.
XRISM, запущенный 6 сентября 2023 года, — это космический телескоп, предназначенный для изучения рентгеновского излучения Вселенной. За последние несколько месяцев коллаборация XRISM представила предварительные результаты первых тестовых наблюдений бортовых приборов. Результаты касаются объектов, испускающих рентгеновские лучи, например, остатков некоторых сверхновых.
Два первых исследования, появившиеся недавно, демонстрируют уникальную способность XRISM определять структуру, движение и температуру плазмы вокруг сверхмассивной черной дыры и остатка сверхновой звезды с небывалой детализацией.
Остаток сверхновой N132D
В одном из первых наблюдений XRISM внимание было обращено к N132D — остатку сверхновой в Большом Магеллановом облаке, находящемся примерно в 160 тысячах световых лет от Земли. Этот межзвездный «пузырь» горячего газа образовался после взрыва очень массивной звезды около трех тысяч лет назад.
Прибор Resolve XRISM позволил изучить структуру N132D с высокой точностью. В отличие от предшествующих предположений о простой сферической оболочке, учёные обнаружили, что остальная часть N132D имеет форму пончика. С помощью эффекта Доплера была измерена скорость движения горячей плазмы в остатке — к нам или от нас. В итоге было установлено, что N132D расширяется со скоростью около 1200 км/с.
Исследование Resolve также выявило наличие в остатках железа с необычайно высокой температурой — 10 миллиардов градусов Кельвина. Взрыв сверхновой нагрел атомы железа сильными ударными волнами, которые распространились внутри. Такое явление предсказывалось теорией, но раньше не наблюдалось.
Остатки сверхновых, подобные N132D, предоставляют ценную информацию об эволюции звезд и формировании тяжёлых элементов, важных для жизни, таких как железо. Распределение этих элементов происходит в межзвёздном пространстве.
Сверхмассивная черная дыра в галактике NGC 4151
XRISM пролил новый свет на загадочную структуру вокруг сверхмассивной черной дыры. Наблюдения были направлены на спиральную галактику NGC 4151, расположенную на расстоянии 62 миллионов световых лет. Это позволило получить беспрецедентное представление о веществе рядом с центральной черной дырой галактики, масса которой в 30 миллионов раз больше массы Солнца.
XRISM зафиксировал распределение материи по мере её вращения и падения в черную дыру на большом радиусе: от тысячной доли до одной десятой светового года.
Изучив движение атомов железа по их следам в рентгеновских лучах, учёные создали карту последовательности структур, окружающих гигантскую чёрную дыру: от диска, питающего чёрную дыру, до тора в форме пончика.
Ранее радио- и инфракрасные наблюдения выявили наличие тора в форме пончика вокруг черных дыр в других галактиках, но спектроскопическая техника XRISM — первый способ отследить форму и движение газа возле центральной черной дыры.
И это только начало для XRISM
Группа ученых из проекта XRISM за время последних нескольких месяцев выполнила ряд испытаний, направленных на проверку работоспособности оборудования и совершенствование методик обработки информации. В ходе наблюдений за 60 объектами разного типа были получены первые результаты.
Из свыше трехсот заявок учёных из разных стран отобрали 104 новых набора наблюдений для XRISM. Через год аппарат проведет их.
Благодаря превосходным качествам, продемонстрированным на орбите и превысившим изначальные прогнозы, ожидается множество новых открытий.