Астрономы сообщили о первых открытиях, сделанных новым рентгеновским телескопом XRISM. Ему удалось в деталях, изучить остаток сверхновой и заглянуть в окрестности черной дыры.
Анатомия погибшей звезды
Что общего между гигантской черной дырой и остатками взорвавшейся звезды? Они окружены чрезвычайно горячим газом, который производит высокоэнергетическое рентгеновское излучение. Запущенный в прошлом году японский телескоп XRISM был создан специально для изучения такого излучения.
Одной из первых целей XRISM стал остаток сверхновой N132D. Он расположен в Большом Магеллановом облаке на расстоянии около 160 000 световых лет от Земли. Этот межзвездный пузырь горячего газа был создан взрывом очень массивной звезды, который произошел примерно 3000 лет назад.
XRISM детально изучил структуру вокруг N132D. Вопреки прежним предположениям о простой сферической оболочке, ученые обнаружили, что остаток N132D имеет форму пончика. Используя эффект Доплера, они измерили скорость движения горячей плазмы, и установили, что структура расширяется со скоростью около 1200 км/с.
Исследование также показало, что остаток сверхновой содержит железо, имеющее необычайно высокую температуру в 10 миллиардов градусов. Атомы нагрелись во время взрыва сверхновой благодаря сильным ударным волнам, распространяющимся внутрь. Это явление было предсказано теорией, но никогда ранее не наблюдалось.
Остатки сверхновых, подобные N132D, содержат важные сведения о том, как эволюционируют звезды и как образуются и распространяются в межзвездном пространстве тяжелые элементы, необходимые для нашей жизни, включая уже упомянутое железо. Однако предыдущим рентгеновским обсерваториям всегда было сложно определить скорость и температуру плазмы. Благодаря XRISM астрономы получили уникальную возможность по изучению остатков сверхновых.
Пончик вокруг сверхмассивной черной дыры
XRISM также пролил новый свет на загадочную структуру, окружающую сверхмассивную черную дыру. Она находится в центре спиральной галактикой NGC 4151, расположенной на расстоянии 62 млн световых лет от Земли. Ее масса превышает массу Солнца в 30 млн раз.
XRISM зафиксировал распределение вещества, которое кружится вокруг черной дыры и, в конечном итоге, падает в нее по довольно широкому радиусу — от 0,001 до 0,1 светового года. То есть, примерно от расстояния, сравнимого с дистанцией между Солнцем и Ураном, до расстояния, в 100 раз превышающего его.
Определив движение атомов железа по их рентгеновскому сигналу, ученые составили карту последовательности структур, окружающих черную дыру: от «питающего» ее диска, до тора в форме пончика. Эти находки стали важнейшими кирпичиками в нашем понимании того, как растут подобные объекты. Хотя радио- и инфракрасные наблюдения ранее уже выявили наличие таких структур вокруг черных дыр в центрах галактик, спектроскопическая техника XRISM — первый и пока единственный способ отследить, как формируется и движется газ вблизи этих «монстров».
По словам исследователей, это только начало. В последние месяцы они активно работали над настройкой приборов XRISM и совершенствованием методов анализа данных. Так что уже в ближайшее время мы вправе ждать новых захватывающих открытий.
По материалам ESA
