«Первая карта»: российский астрофизик — об обзоре всего неба, нейтронных звёздах

Короткая ссылка

17 июля 2020, 13:22

Арсений Скрынников

Российская обсерватория «Спектр-РГ» провела свой первый год в космосе и успела сделать обзор всего неба в высоком разрешении. Об этом в интервью RT рассказал астрофизик, заместитель директора но научной работе Института космических исследований РАН Александр Лутовинов. По словам учёного, телескопы обсерватории зафиксировали сотни тысяч объектов, включая сверхмассивные чёрные дыры, следы вспышек сверхновых и мощные близкие звёзды. Астрофизик рассказал об амбициозных космических программах России на Луне и на Марсе, а также о необычной системе навигации космических аппаратов по пульсарам.

• Российская обсерватория «Спектр-РГ» 
• © Роскосмос/DLR/СРГ

— Какой из российских проектов по освоению космоса можно выделить особо?

— Год назад для нас произошло историческое событие. 13 июля 2019 года с помощью ракеты-носителя «Протон» и разгонного блока ДМ была выведена в космос российская обсерватория «Спектр-РГ» с немецким телескопом eROSITA и российским телескопом ART-XC. Так началось её долгое путешествие на своё рабочее место — на расчётную орбиту примерно в 1,5 млн км от Земли. Она туда летела несколько месяцев. Ещё несколько месяцев ушло на калибровочные наблюдения, мы проверили все системы в разных режимах как спутника, так и телескопов. 8 декабря прошлого года обсерватория начала решать свою основную задачу — делать обзор всего неба. Такой обзор делается примерно за полгода.

— То есть первый обзор уже завершён?

— Первый обзор был завершён совсем недавно. К вечеру 11 июня с помощью обоих телескопов была получена первая карта всего неба. Она охватила всю небесную сферу, площадь которой составляет 41253 квадратных градуса. На изображениях хорошо видны следы гибели звёзд (остатки сверхновых, излучение «тёплого» межзвёздного газа с температурой в сотни тысяч градусов Кельвина), а также относительно близкие звёзды с коронами, намного более мощными, чем у Солнца. 

Предварительный анализ, проведённый российскими астрофизиками, показал, что телескоп ART-XC зарегистрировал несколько сотен объектов на всём небе, в то время как на изображениях телескопа eROSITA, охватывающих половину небосвода, за обработку и анализ которых отвечают российские астрофизики, зарегистрировано около полумиллиона рентгеновских источников. Такая разница связана с тем, что российский телескоп работает в более жёстком диапазоне энергий, где количество фотонов на порядки меньше, чем в диапазоне eROSITA. 

Как говорил создатель и научный руководитель телескопа ART-XC Михаил Павлинский, «у нас каждый фотон на вес золота». Сейчас мы приступили ко второму обзору, а впереди ещё семь таких этапов.

• Карта половины всего неба в диапазоне 0,3–0,7 килоэлектрон-вольта, полученная телескопом СРГ/eROSITA в ходе первого обзора неба 
• © ИКИ РАН

— Для чего нужно делать семь следующих обзоров?

— Основная идея — построить самую глубокую карту Вселенной, заглянуть как можно дальше. Для этого нужно накопить большую экспозицию, получить больше фотонов из той или иной области неба. Поэтому надо сделать это восемь раз, чтобы потом сложить все карты вместе. 

— В чём особенность российского телескопа?

— ART-XC — это наша гордость. Это первый российский зеркальный телескоп. Он сделал обзор неба в жёстких лучах в диапазоне 4—12 кэВ с таким угловым разрешением и с такой высокой чувствительностью, которая инструментами данного типа не делалась. Нами получен первый свет от рентгеновского пульсара Центавр X-3, исследованы Крабовидная туманность и галактическая чёрная дыра Лебедь X-1, проведены глубокие наблюдения центральной области Галактики и открыты новые переменные рентгеновские источники. А за восемь обзоров, за четыре года работы, ART-XC получит самую подробную карту Вселенной в этом диапазоне.

Конечно, важно и то, что он находится в своеобразном симбиозе с телескопом eROSITA. Есть такие объекты, которые eROSITA не видит, зато видим мы. ART-XC уже открыл несколько объектов, которые не видны в мягких лучах. Например, сверхмассивные чёрные дыры, которые находятся в далёких галактиках. eROSITA видит больше объектов, но мы видим уникальные.

— Какие ещё задачи решает обсерватория?

— Помимо карт всего неба, мы внимательно изучаем наиболее интересные области, например, центр нашей Галактики, ближайшую к нам галактику Большое Магелланово Облако, в которой видим тоже множество источников.

Также по теме

На смену «Хабблу»: астрофизик — о российско-испанской обсерватории «Спектр-УФ» и поиске экзопланет

Астрономическая обсерватория «Спектр-УФ», создаваемая российскими и испанскими учёными, будет выведена на околоземную орбиту осенью...

Также на ART-XC мы изучаем нейтронные звёзды — рентгеновские пульсары. Существуют разные теории, из чего они могут состоять. Это самые плотные объекты Вселенной, там плотность выше ядерной. На Земле таких параметров достичь невозможно. Нет таких магнитных полей, температур, давлений и плотностей. Поэтому, с одной стороны, есть глобальная фундаментальная задача по исследованию нейтронных звёзд и пониманию уравнения состояния  вещества, из которого они образованы.

С другой стороны, оказывается, их можно использовать и в сугубо практических целях. Мы отрабатываем принципы, исследуем возможности перспективной автономной системы навигации космических аппаратов по нейтронным звёздам. Пульсары быстро вращаются, посылают мощные сигналы, и это такая как бы природная система ГЛОНАСС. Обсерватория и телескоп для этих задач не готовились специально, но нам уже удалось отработать некоторые элементы такой рентгеновской навигации. Сейчас активно работаем над созданием специализированного эксперимента на эту тему. В целом будем надеяться, что со «Спектром-РГ» мы сделаем ещё много открытий.

— Что можете рассказать о других космических миссиях?

— В конце следующего года после многолетнего перерыва стартует наша лунная миссия. Попытаемся повторить то, что делали наши отцы и деды. Это архисложная задача. Создан спускаемый аппарат — посадочный модуль с научными инструментами для анализа грунта. Конечно, мы должны были улететь на Луну ещё раньше, но и у нас, и в других странах из-за коронавирусной пандемии запуски немножко «сдвинулись вправо». За первой лунной миссией последуют другие, в том числе предполагающие доставку грунта на Землю.

— В этом году намечался и запуск европейской марсианской миссии «ЭкзоМарс-2020» с российским посадочным модулем...

— Первый «ЭкзоМарс» улетел в 2016 году, над вторым сейчас активно работают и у нас в институте, и в НПО Лавочкина, и иностранные партнёры. Подготовлен серьёзный большой посадочный модуль, на котором будут стоять больше десятка научных приборов. На нём на Красную планету спустится марсоход, на котором будет стоять ещё несколько приборов. Запуск планировался на этот год, но из-за коронавируса было принято решение отложить. Следующее «окно» запуска появится через два года. Поэтому теперь это будет «ЭкзоМарс-2022».

• Модель ровера «ЭкзоМарс» 
• © Wikimedia commons / Jastrow

— Какие ещё ближайшие проекты можно отметить?

— В 2021 году ожидается небольшой, но очень важный эксперимент. Будет запущен космический комплекс «Ионозонд» для решения широкого спектра задач, для мониторинга геофизической обстановки — «космической погоды». Он будет исследовать солнечные и земные связи, плазму, солнечный ветер вокруг Земли.