Мало что вносит такое приятное оживление в
астрономическое сообщество, как вспышка близкой сверхновой. Последние две
недели практически все наземные и космические телескопы мира от мала до велика
направлены на близкую спиральную галактику Вертушка (М101, расположенная в
созвездии Большой Медведицы на расстоянии примерно 6.4 мегапарсека), в рукаве
которой поздним вечером 18 мая 2023 года закончилась не очень долгая, но яркая
жизнь массивной звезды — красного сверхгиганта.
Благодаря тому, что эта галактика — один
из любимых объектов для съемки среди любителей астрофотографии, удалось узнать
в подробностях, как менялся блеск сверхновой SN 2023ixf в первые часы после
коллапса звезды.
Команда телескопа ART-XC им. Михаила
Павлинского, установленного на борту обсерватории «Спектр-РГ», не смогла
удержаться от того, чтобы не посмотреть на этот объект. Дело в том, что
сверхновые такого типа (II) — известные источники жесткого рентгеновского
излучения. На поздних стадиях эволюции массивные звезды теряют большую часть своей
массы в виде медленного звездного ветра. После коллапса звезды её внешние части
выбрасываются наружу и, расширяясь, создают мощную ударную волну, которая
быстро движется сквозь вещество ветра и нагревает его до сотен миллионов
градусов Кельвина.
Разогретая материя активно излучает в
рентгеновском диапазоне, однако бóльшая часть мягких (с энергиями ниже
нескольких килоэлектрон-Вольт, кэВ) рентгеновских фотонов поглощается в
веществе звездного ветра, до которого ударная волна еще не добралась. Более энергичное
(жесткое) рентгеновское излучение с энергиями от нескольких кэВ до десятков кэВ
слабее взаимодействует с веществом и не так сильно поглощается, что позволяет
телескопу ART-XC, напрямую видеть, что происходит вблизи ударной волны.
И действительно, в обоих наблюдениях,
состоявшихся 26 и 29 мая 2023 г., телескоп ART-XC увидел яркое излучение от SN
2023ixf: светимость сверхновой в жестком рентгеновском диапазоне составила
почти 1040 эрг в секунду — в миллион раз больше полной светимости Солнца!
И несмотря на то, что пик оптической яркости уже позади, в рентгеновских лучах
сверхновая продолжает ярчать. Это поведение еще предстоит объяснить ученым.
Изображение поля сверхновой SN 2023ixf в
галактике М101, полученное телескопом ART-XC Им. М. Н. Павлинского (слева),
диаметр поля — около тридцати минут дуги. Другие видимые в поле источники —
ультраяркие рентгеновские двойные в М101 и активные галактики поля. Справа —
оптическое изображение, полученное сотрудником ИКИ РАН А.Л. Ясковичем в
любительский телескоп. Изображение: ИКИ РАН.
В ближайшее время ART-XC продолжит
наблюдать SN 2023ixf, чтобы в совокупности с наблюдениями других космических
рентгеновских телескопов, таких как NuSTAR (NASA), построить лучшую на данный
момент рентгеновскую кривую блеска сверхновой II типа на ранних стадиях
вспышки. А то, как будет изменяться со временем спектр излучения, даст
возможность лучше разобраться в физике прохождения ударной волны через звездный
ветер.
Первые результаты наблюдений сверхновой SN
2023ixf телескопом ART-XC им. М. Н. Павлинского опубликованы в виде астрономической
телеграммы.
Справка. Космический аппарат «Спектр-РГ»,
разработанный в АО «НПО Лавочкина» (входит в Госкорпорацию «Роскосмос»), был
запущен 13 июля 2019 г. с космодрома Байконур. Он создан с участием Германии в
рамках Федеральной космической программы России по заказу Российской академии
наук. Обсерватория оснащена двумя уникальными рентгеновскими зеркальными
телескопами: ART-XC им. М.Н. Павлинского (ИКИ РАН, Россия) и eROSITA (MPE,
Германия), работающими по принципу рентгеновской оптики косого падения.
Телескопы установлены на космической платформе «Навигатор» (НПО Лавочкина,
Россия), адаптированной под задачи проекта. Основная цель миссии — построение
карты всего неба в мягком (0.3–8 кэВ) и жестком (4–20 кэВ) диапазонах рентгеновского
спектра с беспрецедентной чувствительностью. Научный руководитель
орбитальной рентгеновской обсерватории «Спектр-РГ» академик Рашид Сюняев.
Дополнительная информация:
1.
SN
2023ixf continues to rise in hard X-rays ATel #16065; I. A.
Mereminskiy, A. A. Lutovinov, S. Yu. Sazonov, V. A. Arefiev, I. Yu. Lapshov, S.
V. Molkov, A. N. Semena, A. E. Shtykovsky, A. Yu. Tkachenko (IKI RAS, Moscow)
on 30 May 2023; 14:57 UT.
2.
Сайт
проекта «Спектр-Рентген-Гамма».
Источник: ИКИ РАН.