Астрономи отримують безпрецедентні дані про вибухи наднових та надмасивні чорні діри завдяки новому космічному телескопу. Місія з рентгенівської візуалізації та спектроскопії (XRISM), запущена рік тому, уже принесла свої перші наукові результати, і вони вражаючі.
XRISM (вимовляється як “кризм”) є проєктом, очолюваним Японським космічним агентством (JAXA) за підтримки NASA та участі Європейського космічного агентства (ESA). З урахуванням старіння та скорочення фінансування рентгенівського телескопа NASA Chandra, а також старіння телескопа XMM-Newton (ESA), існував ризик втрати рентгенівських спостережень до запуску нової місії ATHENA, який заплановано на десятиліття вперед. XRISM розглядали як тимчасову заміну, але перші результати демонструють, що цей телескоп має значно більший потенціал.
Одне з перших спостережень стосувалося залишку наднової N132D у Великій Магеллановій Хмарі, галактиці-супутнику Чумацького Шляху, що знаходиться на відстані 160 тисяч світлових років від Землі. З нашої точки зору, цей вибух стався 3000 років тому, і тепер XRISM зміг показати його деталі.
По-перше, вибух не створив сферичну оболонку, а щось схоже на пончик. Телескоп зафіксував, що оболонка плазми розширюється зі швидкістю близько 1200 кілометрів на секунду.
Крім того, XRISM зміг виміряти температуру плазми. Температура плазми досягла кількох мільйонів градусів, але найбільш приголомшливим відкриттям стало наявність заліза з температурою у десять мільярдів градусів за Кельвіном. Атоми були нагріті шоковими хвилями наднової, що поширювалися всередину. Це явище було передбачено теоретично, але ніколи не спостерігалося раніше. XRISM має в 30 разів більшу роздільну здатність, ніж його попередники.
Зображення показує спостереження наднової як приблизно круглу подію, а також діаграму, що демонструє спектр світлової енергії та хімічних елементів, присутніх у N132D. XRISM може ідентифікувати кожен елемент, вимірюючи енергію рентгенівських фотонів, специфічних для різних атомів.
Якщо спостереження за надновою здається недостатнім, перші результати XRISM також стосуються іншого стандартного об’єкта для рентгенівських телескопів — активної надмасивної чорної діри. У центрі галактики NGC 4151, яка знаходиться на відстані 62 мільйони світлових років, розташована чорна діра масою 30 мільйонів сонць.
XRISM зміг виміряти розподіл матерії навколо цієї чорної діри на радіусі від 0,001 до 0,1 світлового року (приблизно від відстані від Сонця до Урану і до 100 разів більше). Вивчення руху цього газу дозволить астрономам краще зрозуміти, як ці гігантські об’єкти поглинають матерію та зростають, а також більше дізнатися про галактики, в яких вони знаходяться.
«Ці нові спостереження надають важливу інформацію для розуміння того, як чорні діри зростають, захоплюючи навколишню матерію, і відкривають нові горизонти для вивчення життя і смерті масивних зірок. Вони демонструють надзвичайні можливості місії для дослідження Всесвіту з високою енергією», — зазначив науковий керівник проєкту XRISM від ESA Маттео Гуайнацці.
Ці результати, підготовлені співробітниками місії XRISM, були прийняті для публікації в The Astrophysical Journal Letters та виданнях Astronomical Society of Japan і доступні на arXiv.