Представлены первые научные результаты японского космического телескопа XRISM

Телескоп XRISM, запущенный в сентябре 2023 года, представил первые научные данные, которые заставляют пересмотреть существующие модели поведения материи в экстремальных условиях космоса. Вместо простой констатации фактов, исследователи получили инструмент, способный в деталях воссоздавать «анатомию» плазмы вокруг черных дыр и остатков сверхновых. Два ключевых открытия касаются формы древнего взрыва и структуры «пищи» для гигантской черной дыры.

Остаток сверхновой N132D: не шар, а пончик

Первая цель XRISM — облако горячего газа N132D в Большом Магеллановом облаке, оставшееся после взрыва массивной звезды 3000 лет назад. Благодаря прибору Resolve астрономы выяснили, что классическое представление о сферической оболочке ошибочно. Данные спектроскопии показали, что плазма имеет форму тора — гигантского «пончика», расширяющегося со скоростью около 1200 км/с.

Более того, внутри этого пузыря впервые зафиксировано железо, нагретое ударными волнами до фантастической температуры — 10 миллиардов градусов Кельвина. Ранее это явление существовало лишь в теории, но теперь подтверждено наблюдениями. Это дает ключ к пониманию того, как тяжелые элементы, необходимые для формирования планет и жизни, рассеиваются в межзвездном пространстве.

Черная дыра NGC 4151: карта падающей материи

Второй прорыв касается сверхмассивной черной дыры в галактике NGC 4151, масса которой в 30 миллионов раз превышает солнечную. XRISM удалось составить карту движения вещества на огромном расстоянии от горизонта событий — от 0,001 до 0,1 светового года. Отслеживая спектральные линии ионизированного железа, ученые впервые увидели последовательную картину: от внутреннего аккреционного диска, где газ разгоняется до долей скорости света, через переходную область, до внешнего тора в форме пончика.

Существование таких торов предполагалось и ранее по данным радиотелескопов, но только рентгеновская спектроскопия XRISM позволила напрямую измерить форму и кинематику газа, падающего в черную дыру. Это открытие напрямую влияет на модели роста галактик и активности их ядер.

За время тестовой фазы телескоп изучил 60 объектов. Уже сейчас отобрано 104 новых программы наблюдений из более чем 300 заявок от научных групп по всему миру. Учитывая, что характеристики аппарата на орбите превзошли расчетные, полученные данные — лишь малая часть той информации, которая изменит представления о высокоэнергетических процессах во Вселенной.