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.