Уже 26 августа 2023 года в космос запустят космический аппарат XRISM, миссию рентгеновской визуализации и спектроскопии, — это результат сотрудничества Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) и NASA при значительном участии ESA. Запуск будет транслироваться в прямом эфире на японском и английском языках на канале JAXA в YouTube.
Задача этой рентгеновской обсерватории — наблюдение за самыми энергичными объектами и событиями в космосе. При этом ученые рассчитывают с помощью XRISM раскрыть эволюцию Вселенной и структуру пространства-времени.
Европейское космическое агентство сообщает, что для ESA будет выделено 8% доступного времени наблюдений XRISM в обмен на предоставление оборудования и научные рекомендации. Это позволит европейским ученым предложить небесные источники для наблюдения в рентгеновском свете и совершить прорыв в этой области астрономии.
«Рентгеновская астрономия позволяет нам изучать самые энергетические явления во Вселенной. В ней содержится ключ к ответам на важные вопросы современной астрофизики: как развиваются самые большие структуры во Вселенной, как материя, из которой мы в конечном счете состоим, распределялась по космосу и как формируются галактики благодаря массивным черным дырам в их центрах», — говорится в сообщении Маттео Гуайнацци, научного сотрудника проекта ЕКА для XRISM. «XRISM станет ценным связующим звеном между другими рентгеновскими миссиями ESA: XMM-Newton, которая все еще работает и приносит свои научные плоды после 24 лет пребывания в космосе, и обсерватории Athena, которая должна быть запущена в конце 2030-х годов».
Европейский вклад в глобальные усилия
«ESA и европейское сообщество имеют опыт участия в высокоэнергетических космических телескопах JAXA, — объясняет Маттео. «Продолжение этого партнерства через XRISM принесет огромные выгоды обоим космическим агентствам». Сообщество европейских астрономов, занимающихся высокими энергиями, имеет очень высокую квалификацию. Участники участвовали в постановке научных целей XRISM, и JAXA поручило им выбрать множество «тестовых» космических объектов, за которыми будет наблюдать миссия, чтобы проверить их работу до начала программы научных наблюдений.
Помимо этого научного вклада, ESA предоставило испытанный в космосе оптический телескоп, чтобы XRISM всегда знал, куда он направлен, и два отдельных устройства, которые вместе будут определять магнитное поле Земли и соответствующим образом ориентировать космический корабль. Европа также внесла свой вклад в новый инструмент XRISM Resolve, который будет измерять энергию поступающих рентгеновских фотонов. Это позволит астрономам определять температуру и движение горячего газа, испускающего рентгеновские лучи, с беспрецедентной точностью. Resolve — это научный и технологический первопроходец будущей миссии ESA Athena, в которой будет использоваться очень похожий инструмент.
Открытие горячей и энергичной Вселенной
Рентгеновские лучи испускаются при самых мощных взрывах и в самых горячих точках Вселенной. Это включает в себя сверхгорячий газ, который окружает самые большие строительные блоки Вселенной: скопления галактик. JAXA разработала XRISM для обнаружения рентгеновского излучения этого газа, чтобы помочь астрономам измерить общую массу этих систем. Это позволит раскрыть информацию о формировании и эволюции Вселенной.
Наблюдения XRISM за скоплениями галактик также позволят понять, как Вселенная производит и распределяет химические элементы. Горячий газ внутри скоплений — это остаток рождения и смерти звезд за всю историю Вселенной. Изучая рентгеновские лучи, испускаемые газом, XRISM обнаружит, какие «металлы» (элементы тяжелее водорода и гелия) он содержит, и наметит, как Вселенная обогащалась ими.
Между тем, XRISM будет внимательнее всматриваться в отдельные объекты, излучающие рентгеновское излучение, чтобы углубиться в фундаментальную физику. Миссия будет измерять рентгеновское излучение от невероятно плотных объектов, таких как активные сверхмассивные черные дыры, которые находятся в центрах некоторых галактик; это поможет понять, как объекты деформируют окружающее пространство-время и в какой степени они влияют на свои родительские галактики через «ветры» частиц, выбрасываемых со скоростями, близкими к скорости света.
