В конце января немецкие ученые опубликовали самый полный на сегодняшний день рентгеновский обзор неба. Этот каталог содержит почти миллион источников излучения и составлен на основе данных, полученных рентгеновской обсерваторией eROSITA. За первые шесть месяцев наблюдений телескоп обнаружил больше таких источников, чем было найдено за 60-летнюю историю рентгеновской астрономии. Каталог уже доступен научному сообществу. Исследователи, изучившие его, пишут, что эти данные в какой-то степени изменят наши представления о Вселенной. Разберем самые любопытные открытия eROSITA.

В 2019 году с космодрома Байконур стартовала ракета-носитель тяжелого класса «Протон-М». На ее борту находилась российско-немецкая орбитальная астрофизическая обсерватория «Спектр-РГ». Она состоит из двух рентгеновских телескопов: немецкого eROSITA, работающего в мягком рентгеновском диапазоне, и российского ART-XC, работающего в жестком рентгеновском диапазоне.

Главная задача, которая ставилась перед немецким телескопом, — составление карт неба в мягком рентгеновском диапазоне. Обсерватория eROSITA может проводить обзор всего неба в диапазоне энергий 0,3—11 килоэлектронвольт. Этого достаточно, чтобы исследовать сверхмассивные черные дыры в ядрах галактик, горячую межгалактическую среду в галактических скоплениях, детально изучить физику белых карликов, нейтронные звезды, остатки вспышек сверхновых, протозвезды, горячий газ в плотных узких газопылевых космических нитях.

В 2022 году Германия приостановила сотрудничество с Россией из-за украинского конфликта, и eROSITA перевели в «безопасный режим». Наблюдения остановились. В конце января немецкие ученые опубликовали самый большой и подробный на сегодняшний день каталог рентгеновских источников Млечного Пути, составленный на основе данных, которые успел получить телескоп. 

В этом каталоге значится более 700 тысяч сверхмассивных черных дыр, порядка 180 тысяч звезд, излучающих в рентгеновском диапазоне, 12 тысяч скоплений галактик, а также небольшое количество двойных звезд, пульсаров, остатков сверхновых и других объектов. Познакомимся с некоторыми из значимых открытий eROSITA.

1. Пульсирующие сверхмассивные черные дыры

Телескоп обнаружил две квазипериодические рентгеновские вспышки — быстрые всплески рентгеновского излучения, которые повторяются каждые несколько часов. Их источник — сверхмассивные черные дыры, аналогичные по размеру той, что находится в центре Млечного Пути. До этого астрономам было известно только о четырех таких событиях, первое открыто в 2019 году. Теперь их общее количество достигло шести.

Статья по теме: «Танец» материи и движение газа. Что будет исследовать новый рентгеновский телескоп XRISM?

Эти супервспышки по яркости могут затмевать яркость всех звезд вместе взятых, речь о светилах, которые находятся в той же галактике, что и источник квазипериодической вспышки. Пока нет четкого объяснения, как именно возникают эти события. Некоторые астрономы полагают, что, вероятно, они как-то связаны с массивными звездами, вращающимися очень близко к черной дыре, которая «высасывает» их вещество. 

«Во-первых, eROSITA подтвердила, что квазипериодические рентгеновские вспышки во Вселенной не редкость. Во-вторых, такие события могут означать, что звезды, возможно, могут вращаться очень близко к сверхмассивным черным дырам», — пояснил Андреа Мерлони (Andrea Merloni), научный руководитель миссии.

2. Таинственные звезды

Молодые или быстро вращающиеся звезды, как правило, генерируют мощное рентгеновское излучение. Но когда светила начинают стареть и превращаться в красных гигантов или сверхгигантов, их вращение замедляется, а рентгеновская светимость становится низкой.

Статья по теме: Радиотелескоп на Луне: мечта ученых, которая скоро может стать реальностью

Телескоп eROSITA обнаружил группу из 16 красных гигантов и сверхгигантов, которые кажутся необычайно активными и показывают «рентгеновское» поведение, свойственное молодым звездам. 

Почему наблюдается такая картина, не ясно. Астрономы полагают, что эти старые светила, скорее всего, «стимулирует» пока не обнаруженная звезда-компаньон, которая «впрыскивает» в них энергию и материю. 

3. Гигантские газовые пузыри «Козий Рог»

В декабре 2020 года eROSITA открыла пузыреобразные газовые структуры в центре Млечного Пути, которые ученые назвали в честь телескопа. 

Сканируя часть Южного неба с помощью eROSITA астрономы обнаружили еще одну область с газовыми пузырями, которая получила название «Козий Рог» (в честь яркой искривленной формы у основания пузырей).

Неясно, как именно появились такие пузыри, но они огромны: охватывают многие созвездия, включая Золотую Рыбу, Гидру и Хамелеон. Интересно, что эти объекты находятся примерно в той же части неба, что и еще одна необъяснимая структура — область радиоволнового излучения радиопетля XII.

Если две эти структуры, излучающие в разных диапазонах электромагнитного излучения, как-то связаны, они, вероятно, могут иметь общее происхождение. Например, могли появиться в результате взрыва сверхновой или недавно образовавшихся звезд.

4. Самая длинная межгалактическая рентгеновская нить

Астрономы полагают, что большая часть вещества Вселенной находится не внутри звезд или галактик, а в плотных и узких газопылевых нитях (филаментах), которые располагаются между скоплениями галактик. Этот газ чрезвычайно горячий, около миллиона градусов, и его можно увидеть только в рентгеновском диапазоне. 

Во время работы с данными eROSITA ученые нашли нить горячего газа, соединяющую два скопления галактик, длиной более 40 миллионов световых лет (что в три раза больше, чем сами скопления). Это самая длинная межгалактическая нить, известная ученым на сегодняшний день. 

Вероятно, она всего лишь небольшая часть огромной космической паутины, связывающей вместе скопления галактик. 

В ближайшее время ученые расскажут и о других важных открытиях, сделанных телескопом eROSITA. К печати в астрономических журналах готовится почти 50 научных публикаций.