|
Исследование окрестностей черной дыры и остатков сверхновой
|
|
|
|
Миссия рентгеновской визуализации и спектроскопии (XRISM) выявила структуру, движение и температуру вещества вокруг сверхмассивной черной дыры и в остатках сверхновой с беспрецедентной детализацией. Астрономы представили первые научные результаты работы нового рентгеновского телескопа сегодня, менее чем через год после запуска телескопа.
|
|
|
|
Что общего между гигантской черной дырой и останками массивной взорвавшейся звезды? Это впечатляющие небесные явления, когда чрезвычайно горячий газ испускает рентгеновское излучение высокой энергии, которое можно увидеть с помощью рентгеновского аппарата.
|
|
|
|
В своих первых опубликованных результатах XRISM, миссия, проводимая Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA) при участии ЕКА, демонстрирует свои уникальные возможности по выявлению скорости и температуры раскаленного газа, называемого плазмой, и трехмерных структур материала, окружающих черную дыру и взорвавшуюся звезду. Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv.
|
|
|
"Эти новые наблюдения предоставляют важную информацию для понимания того, как черные дыры растут, захватывая окружающее вещество, и дают новое представление о жизни и смерти массивных звезд. Они демонстрируют исключительные возможности миссии в исследовании Вселенной с высокой энергией", - говорит научный сотрудник проекта ESA XRISM Маттео Гуайнацци.
|
|
Остаток сверхновой N132D
|
|
|
|
В одном из своих наблюдений "первого света" рентгеновский аппарат сфокусировался на N132D, остатке сверхновой, расположенной в Большом Магеллановом облаке на расстоянии около 160 000 световых лет от Земли. Этот межзвездный "пузырь" горячего газа был выброшен в результате взрыва очень массивной звезды примерно 3000 лет назад.
|
|
|
|
Используя свой инструмент Resolve, XRISM детально изучил структуру вокруг N132D. Вопреки прежним предположениям о простой сферической оболочке, ученые обнаружили, что остатки N132D имеют форму пончика. Используя эффект Доплера, они измерили скорость, с которой горячая плазма в остатке движется к нам или от нас, и установили, что она расширяется с кажущейся скоростью около 1200 км/с.
|
|
|
|
Resolve также обнаружил, что в остатках содержится железо, температура которого достигает 10 миллиардов градусов Кельвина. Атомы железа были нагреты во время взрыва сверхновой из-за сильных ударных волн, распространяющихся внутрь, - явление, которое было предсказано теорией, но никогда ранее не наблюдалось.
|
|
|
|
Остатки сверхновых, таких как N132D, содержат важные сведения о том, как эволюционируют звезды и как образуются и распределяются в межзвездном пространстве (тяжелые) элементы, необходимые для нашей жизни, такие как железо. Однако предыдущие рентгеновские обсерватории всегда испытывали трудности с определением того, как распределяются скорость и температура плазмы.
|
|
Сверхмассивная черная дыра в галактике NGC 4151
|
|
|
|
Рентгеновский анализ также пролил новый свет на таинственную структуру, окружающую сверхмассивную черную дыру. Фокусируясь на спиральной галактике NGC 4151, расположенной на расстоянии 62 миллионов световых лет от нас, рентгеновские наблюдения дают беспрецедентное представление о веществе, находящемся очень близко к центральной черной дыре галактики, масса которой в 30 миллионов раз превышает массу Солнца.
|
|
|
|
Рентгеновский снимок зафиксировал распределение вещества, вращающегося вокруг черной дыры и в конечном счете падающего в нее, на большом радиусе, охватывающем от 0,001 до 0,1 светового года, то есть примерно с расстояния, сравнимого с расстоянием между Солнцем и Ураном, и в 100 раз превышающего его.
|
|
|
|
Определив движение атомов железа по их рентгеновской сигнатуре, ученые составили схему последовательности структур, окружающих гигантскую черную дыру: от диска, "питающего" черную дыру, до тора в форме пончика.
|
|
|
|
Эти находки являются важной частью головоломки в понимании того, как черные дыры растут, поглощая окружающую материю.
|
|
|
|
Хотя радио- и инфракрасные наблюдения выявили наличие тора в форме бублика вокруг черных дыр в других галактиках, спектроскопический метод XRISM является первым и на данный момент единственным способом отследить, как формируется и движется газ вблизи центрального "монстра".
|
|
|
|
Взгляд в будущее: будущие наблюдения и открытия
|
|
|
|
В последние месяцы научная команда XRISM усердно работала над улучшением характеристик приборов и методов анализа данных, наблюдая за 60 ключевыми объектами. Параллельно было отобрано 104 новых набора наблюдений из более чем 300 предложенных учеными со всего мира материалов.
|
|
|
|
XRISM будет проводить наблюдения на основе успешных предложений в течение следующего года; благодаря его исключительным характеристикам на орбите, превосходящим даже первоначальные ожидания, это обещает еще много захватывающих открытий в будущем.
|
|
|
|
Источник
|
