Новый космический телескоп NASA прислал первый снимок остатка сверхновой

Космическую обсерваторию запустили на низкую околоземную орбиту 9 декабря 2021 года с мыса Канаверал, штат Флорида, на ракете SpaceX Falcon 9. Последний месяц обсерватория занималась калибровкой инструментов и подготовкой к наблюдению остатка сверхновой (SNR) в созвездии Кассиопеи, называемого Кассиопея А.

Это остаток гигантской звезды на расстоянии 11 000 световых лет, обнаруженный в 17 веке, с ударными волнами, которые подхватывают окружающий газ и нагревают его, генерируя быстрые частицы космических лучей, производящие яркое свечение в рентгеновском свете.

IXPE присоединяется к рентгеновскому телескопу «Чандра», одной из крупнейших космических обсерваторий NASA, запущенной в 1999 году, для изучения различных аспектов рентгеновского спектра.

IXPE, созданная совместными усилиями NASA и Итальянского космического агентства, является первой космической обсерваторией, посвященной изучению поляризации рентгеновских лучей, исходящих от таких объектов, как взорвавшиеся звезды и черные дыры.

На новом изображении, опубликованном NASA ко Дню святого Валентина, данные от IXPE представляют из себя пурпурный шар, на который наложены данные с «Чандры», показанные синим цветом. Насыщенность пурпурного цвета соответствует интенсивности рентгеновского излучения, наблюдаемого с помощью IXPE.

 «Чандра» и IXPE с различными типами детекторов фиксируют различные уровни углового разрешения, что дает астрономам и астрофизикам более высокий уровень детализации и позволяет лучше исследовать эти необычные явления.

После запуска «Чандры» в 1999 году его первым изображением также была Кассиопея А, один из самых ярких рентгеновских объектов в созвездии Кассиопеи. Изображение, полученное «Чандрой», показало, что в центре остатка сверхновой находится компактный объект — вероятно, черная дыра или нейтронная звезда. Эти объекты, наряду с облаками яркого газа и пыли, являются остатками массивной звезды, которая взорвалась более 11 400 лет назад, но свет достиг Земли только около 350 лет назад, так как расстояние между ними составляет 11 090 световых лет.

«Изображение Кассиопеи А, полученное IXPE, является таким же историческим, как и изображение того же остатка сверхновой, полученное с помощью “Чандры”», — сказал Мартин С. Вайскопф, главный ученый проекта IXPE из Центра космических полетов имени Джорджа Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама. — Это демонстрирует потенциал IXPE для получения новой, ранее невиданной информации о Кассиопее А, которая сейчас анализируется».

Основное измерение, которое ученые проведут с помощью IXPE, называется поляризацией. Это способ наблюдения за ориентацией рентгеновского света при его перемещении в пространстве. Устройства IXPE также измеряют энергию, время прибытия и положение на небе рентгеновских лучей от космических источников.

«Изображение Кассиопеи А, сделанное IXPE, — bellissima», — сказал Паоло Соффитта, главный исследователь проекта IXPE в Национальном институте астрофизики (INAF) в Риме. «Мы с нетерпением ждем анализа данных поляриметрии, чтобы узнать еще больше об этом остатке сверхновой», — добавил он.

«Измерить поляризацию рентгеновского излучения непросто, — сказал Вайскопф. «Нужно собрать много света, а неполяризованный свет действует как фоновый шум. Обнаружение поляризованного сигнала может занять некоторое время».

Данные, которые IXPE собирает о Кассиопее А, позволят ученым увидеть, как меняется поляризация остатка сверхновой. Его диаметр составляет около 10 световых лет, что более чем в два раза превышает расстояние между Землей и нашим ближайшим звездным соседом, Проксимой Центавра.

В настоящее время исследователи работают с данными для создания первой в мире карты поляризации рентгеновского излучения объекта. Это поможет им лучше понять, как рентгеновские лучи производятся на Кассиопее А.