На расстоянии до 7 млрд лет. Впервые создана карта черных дыр и нейтронных звезд во Вселенной

Космическая обсерватория eROSITA была запущена в 2019 году и является первым космическим рентгеновским телескопом, способным делать изображения всего неба. Телескоп размещен на борту российско-немецкого космического аппарата "Спектр-Рентген-Гамма", который находится в регионе, известном как точка Лагранжа 2, одной из пяти стабильных точек вокруг системы Солнце-Земля, где гравитационные силы двух тел находятся в равновесии. С этой выгодной позиции eROSITA очень хорошо "видит" Вселенную, которую фотографирует с помощью своих мощных инструментов для обнаружения рентгеновских лучей, сообщает Space.com

"Впервые у нас есть рентгеновский телескоп, который можно использовать как и оптические телескопы с большим углом обзора", — говорит Андреа Мерлони из Института внеземной физики Макса Планка в Германии. "С помощью телескопа eROSITA мы видим все небо и можем изучать крупномасштабные структуры, такие как весь Млечный Путь".

Обзор всего неба с помощью космического телескопа Gaia или наземного Очень Большого Телескопа позволяет получать изображения огромных участков неба за один проход. Это позволяет астрономам понять движение целых популяций звезд и других небесных объектов. Телескоп Gaia, например, наблюдает за почти двумя миллиардами звезд в Млечном Пути, измеряет их положение на небе и расстояние от Земли с беспрецедентной точностью.

"Больших обзорных оптических телескопов много, потому что они очень полезны для изучения эволюции Вселенной и темной энергии", — говорит Мерлони. "Но оптические телескопы намного проще сконструировать, чем рентгеновские телескопы".

Однако некоторые из наиболее интересных объектов во Вселенной не излучают свет с видимыми длинами волн и поэтому остаются в основном скрытыми для оптических телескопов. Это касается черных дыр и нейтронных звезд. Также легче наблюдать в рентгеновских лучах далекие скопления галактик, которые представляют собой самые сложные структуры во Вселенной.

Предыдущие рентгеновские телескопы, такие как XMM Newton или Чандра, могли наблюдать только за довольно небольшими участками неба за один проход.

"Рентгеновские телескопы до сих пор могли заглядывать очень далеко, чтобы наблюдать раннюю Вселенную", — говорит Мерлони. "Но всегда было очень сложно создать большой каталог черных дыр, нейтронных звезд и скоплений галактик, который затем можно было бы использовать для изучения их эволюции".

В телескопе eROSITA используется большая часть технологий, изначально разработанных для XMM Newton, который вращается вокруг Земли с 1999 года. Технические изменения позволяют новому телескопу получать изображения такого же качества, но с гораздо большим углом обзора", — говорит Мерлони.

По словам Мерлони, eROSITA начал делать первые снимки в октябре 2019 года. С тех пор он выполнил три обзора всего неба и были составлены каталоги, которые содержат информацию о 3 миллионах источников рентгеновского излучения — черных дырах, нейтронных звездах и скоплениях галактик. Около 77% этих источников — далекие черные дыры в других галактиках, 20% — нейтронные звезды, звезды и черные дыры в Млечном Пути. Остальные 3% — это скопления галактик, говорит Мерлони.

"Мы уже открыли в три раза больше объектов, чем за предыдущие 50 лет", — говорит ученая.

Новые черные дыры, скопления галактик и нейтронные звезды, обнаруженные eROSITA, равномерно распределены по всему небу.

Мерлони говорит, что eROSITA может рассказать об эволюции скоплений галактик, больших групп от сотен до тысяч галактик, удерживаемых вместе гравитацией. Скопления, продукт столкновения галактик, начали появляться около 10 миллиардов лет назад и в течение миллиардов лет неуклонно превратились из маленьких "деревень" в "мегаполисы".

eROSITA с его способностью видеть объекты настолько далекие, что их свету требовалось 7 миллиардов лет, чтобы достичь его датчиков, позволит астрономам реконструировать эволюцию этих огромных структур на протяжении веков.

Изучая скопления галактик на разных расстояниях и, следовательно, разного возраста, астрономы смогут узнать больше об эволюции скоплений и о процессе, который движет этой эволюцией.

"Обнаружив большое количество скоплений, вы сможете понять, быстро или медленно происходило постепенное соединение галактик", — говорит Мерлони. "Зная это, мы можем кое-что узнать о плотности темной материи и темной энергии, которая определяет, насколько быстро или медленно формируются эти скопления".

Считается, что темная материя отвечает за большую часть гравитационной силы во Вселенной, а темная энергия — это неуловимая отталкивающая сила, которая противодействует гравитации, и ее до сих пор напрямую не наблюдали и не изучали.

Телескоп eROSITA завершит свою основную научную деятельность в 2023 году, но астрономы надеются, что он будет работать еще много лет. В любом случае, по словам Мерлони, каталоги объектов в нашей Вселенной, излучающих рентгеновские лучи, ученые будут изучать еще десятки лет.

Напоминаем, что первой целью нового космического телескопа Уэбба будет необычная планетная система, которая находится на расстоянии 63 световых года от нас. Планеты, пыль и обломки – все, что окружает звезду Бета Живописца станет предметом первых исследований нового космического телескопа.