Российская обсерватория строит карту Вселенной в рентгеновских лучах

10 неизвестных галактик обнаружил аппарат «Спектр-РГ» за год на орбите. Как он работает, чем примечательны новые открытия, телеканалу «МИР 24» рассказал заместитель директора Института космических исследований РАН Александр Лутовинов.

- Что из себя представляет аппарат «Спектр-РГ», как он работает и какие данные получает?

Александр Лутовинов: Обсерватория работает на орбите больше года, она была запущена 13 июля 2019 года российской ракетой-носителем «Протон» с разгонным блоком «ДМ- 3» и после запуска начала свое трехмесячное путешествие на рабочую орбиту системы Солнце-Земля, которая находится на расстоянии примерно 1,5 миллиона километров от Земли.

Обсерватория представляет из себя спутник-платформу. Это платформа-навигатор, которая сделана на НПО им. Лавочкина. На платформу установлено два телескопа – немецкий и российский. Это рентгеновские телескопы достаточно специфические, фактически вершина технологий, которые сейчас достигнуты в мире по созданию таких инструментов.

Немецкий телескоп – это лучшее, что могла произвести немецкая промышленность и поставить на борт российской обсерватории, а телескоп ART-XC – это наша гордость. Впервые в России создан такой рентгеновский телескоп косого падения, таких технологий у нас не было, и, конечно, это большой успех для России. Эти два телескопа работают в рентгеновском диапазоне, немецкий – в более мягких рентгеновских лучах, а российский – в более жестких. Они дополняют друг друга, и такая связка позволяет им проводить уникальные исследования.

- Сколько времени сигнал с обсерватории летит до Земли?

Александр Лутовинов: Она находится на расстоянии полутора миллиона километров, значит, пять секунд.

- Сколько обсерватория летела до места работы?

Александр Лутовинов: Мы летели примерно три месяца, стартовали 13 июля, вышли на рабочую орбиту 21 октября 2019 года. Нельзя сказать, что все это время обсерватория просто летела. Она через несколько недель после запуска открыла телескопы, начались первые тестовые наблюдения, фаза калибровок и верификации технических инструментов. На протяжении трех месяцев телескопы проводили наблюдения, чтобы понять, насколько характеристики инструментов удовлетворяют тому, что ученые предполагали на Земле.

- Обсерватория помогла обнаружить 10 неизвестных галактик. Это можно считать научной сенсацией?

Александр Лутовинов: Задачи обсерватории крайне амбициозны – построить самую глубокую карту Вселенной в рентгеновских лучах. Четыре года она будет проводить обзор всего неба – один обзор обсерватория делает примерно за полгода. Она находится в определенной точке, но не стоит на месте, а движется по орбите вокруг точки примерно 800 тыс. километров. Обсерватория при этом вращается вокруг своей оси, делает в день кольцо примерно шириной в один градус. За 180 дней она покрывает все небо. Таких обзоров будет восемь. Когда мы их наложим друг на друга, мы получим самую глубокую карту Вселенной, чтобы увидеть самые далекие объекты, черные дыры, которые родились миллиарды лет назад, скопления галактик.

Первые три месяца, пока мы летели, и полтора месяца в точке мы проводили калибровочные тесты наблюдений. 8 декабря прошлого года мы начали первый обзор, который был закончен летом. Обсерватория получила первую карту Вселенной. Это уникальная карта.

- Что такое «черные дыры», что происходит с поглощенными звездами и планетами?

Александр Лутовинов: «Черная дыра» на то и черная, что из не ничего выйти не может. Но их можно видеть, их можно исследовать, регистрировать от них излучение. Но это излучение, которое вы видите из-за того, что газ, например, находящийся в двойной системе.

Например, вещество, которое перетекает из обычной звезды, падает на эту «черную дыру», и в процессе падения оно разогревается до огромных температур. Почему мы лучше всего видим их в рентгеновских лучах? Потому что температура достигает десятков и сотен миллионов градусов, а это примерно рентгеновский диапазон. Мы видим очень горячий диск, горячее вещество, которое падает на «черную дыру» и страшным образом светится. Любое вещество, которое подлетает к «черной дыре», может быть захвачено гравитационным полем этой дыры, а дальше, вращаясь по орбите, приближаясь, дальше может быть разорвано приливными силами. Это превращается в некую материю, которая через некоторое время просто упадет на «черную дыру», и мы увидим яркое свечение.

Иногда бывает, что вещества настолько много падает, что дыра не может его переварить, и за счет того, что есть магнитные поля в галактике, что это быстро вращается, то вещество, которое падает на «черную дыру», закручивается и может под действием гравитационных сил и сил давления света быть выброшено в две стороны. Получатся две струи огромные, которые улетят в разные стороны от дыры со скоростями, Близкими к скорости света.

- Наша планета может встать в очередь на поглощение «черной дырой»?

Александр Лутовинов: Таких предпосылок нет, нужно найти «черную дыру», которая от нас далеко находится – даже самая ближайшая. Я имею в виду «черные дыры» звездных масс, потому что сверхмассивная «черная дыра», которая находится в центре галактики, весит примерно четыре миллиона масс Солнца, – она очень далеко.

- Недавнее открытие – огромная «черная дыра» – насколько ценным является для науки?

Александр Лутовинов: Открытие любого источника на большом красном смещении – квазара – это серьезная победа, серьезный результат, который позволяет на небольшой шаг приблизиться к открытию тайны формирования сверхмассивных «черных дыр».

- Для чего ученые наблюдают за «черными дырами»?

Александр Лутовинов: Один из вопросов – эволюции Вселенной и сверхмассивных «черных дыр», второй – вблизи «черных дыр» можно проверять, как работает общая теория относительности, потому что вблизи них мы видим вещество, которое падает на «черные дыры», которое приближается к горизонту событий, и там уже это вещество движется с околосветовыми скоростями, оно светится, и по характеристикам излучения, по тем наблюдательным свойствам, которые формируются в таких областях, можно проверять предсказания теории относительности. Надо понимать, насколько правильно мы понимаем природу, физику.

- Стоит ли от обсерватории ждать новых открытий?

Александр Лутовинов: У нас впереди семь обзоров. В декабре мы закончим второй обзор неба, впереди будет еще шесть. Каждый дополнительный обзор неба будет давать нам возможность обнаружить все больше объектов, заглядывать все дальше в глубины Вселенной, открывать все более уникальные объекты.

Помимо этого обсерватория должна будет перейти в режим наведения на особо интересные, выдающиеся точечные источники, сфокусировано их наблюдать. Никто не отменял уникальные события, которые вспыхивают на небе время от времени. Мы такие события тоже видим, мы их анализируем, над ними работаем, пишем статьи. Такие события, надеемся, будут происходить и дальше.