На відстані до 7 млрд років. Уперше створена карта чорних дір і нейтронних зірок у Всесвіті

Космічна обсерваторія eROSITA була запущена в 2019 році та є першим космічним рентгенівським телескопом, здатним робити зображення всього неба. Телескоп розміщений на борту російсько-німецького космічного апарату "Спектр-Рентген-Гамма", який знаходиться в регіоні, відомому як точка Лагранжа 2, однією з п'яти стабільних точок навколо системи Сонце-Земля, де гравітаційні сили двох тіл знаходяться в рівновазі. З цієї вигідної позиції eROSITA дуже добре "бачить" Всесвіт, який фотографує за допомогою своїх потужних інструментів для виявлення рентгенівських променів, повідомляє Space.com.

"Уперше в нас є рентгенівський телескоп, який можна використовувати як й оптичні телескопи з великим кутом огляду", — говорить Андреа Мерлоні з Інституту позаземної фізики Макса Планка в Німеччині. "За допомогою телескопа eROSITA ми бачимо все небо і можемо вивчати великомасштабні структури, такі як весь Чумацький Шлях".

Огляд всього неба за допомогою космічного телескопа Gaia або наземного Дуже Великого Телескопа дозволяє отримувати зображення величезних ділянок неба за один прохід. Це дозволяє астрономам зрозуміти рух цілих популяцій зірок та інших небесних об'єктів. Телескоп Gaia, наприклад, спостерігає за майже двома мільярдами зірок у Чумацькому Шляху, вимірює їхнє положення на небі та відстань від Землі з безпрецедентною точністю.

"Великих оглядових оптичних телескопів багато, тому що вони дуже корисні для вивчення еволюції Всесвіту й темної енергії", — говорить Мерлоні. "Але оптичні телескопи набагато простіше сконструювати, ніж рентгенівські телескопи".

Однак деякі з найбільш цікавих об'єктів у Всесвіті не випромінюють світло з видимими довжинами хвиль і тому залишаються здебільшого прихованими для оптичних телескопів. Це стосується чорних дір і нейтронних зірок. Також легше спостерігати в рентгенівських променях далекі скупчення галактик, які являють собою найскладніші структури у Всесвіті.

Попередні рентгенівські телескопи, такі як XMM Newton або Чандра, могли спостерігати тільки за досить невеликими ділянками неба за один прохід.

"Рентгенівські телескопи досі могли заглядати дуже далеко, щоб спостерігати ранній Всесвіт", — говорить Мерлоні. "Але завжди було дуже складно створити великий каталог чорних дір, нейтронних зірок і скупчень галактик, який потім можна було б використовувати для вивчення їхньої еволюції".

У телескопі eROSITA використовується велика частина технологій, спочатку розроблених для XMM Newton, який обертається навколо Землі з 1999 року. Технічні зміни дозволяють новому телескопу отримувати зображення такої ж якості, але з набагато більшим кутом огляду", — говорить Мерлоні.

За словами Мерлоні, eROSITA почав робити перші знімки в жовтні 2019 року. З тих пір він здійснив три огляди всього неба і були складені каталоги, які містять інформацію про 3 мільйони джерел рентгенівського випромінювання — чорні діри, нейтронні зірки і скупчення галактик. Приблизно 77% цих джерел — далекі чорні діри в інших галактиках, 20% — нейтронні зірки, зірки і чорні діри в Чумацькому Шляху. Решта 3% — це скупчення галактик, каже Мерлоні.

"Ми вже відкрили втричі більше об'єктів, ніж за попередні 50 років", — говорить вчений.

Нові чорні діри, скупчення галактик і нейтронні зірки, виявлені eROSITA, рівномірно розподілені по всьому небу.

Мерлоні каже, що eROSITA може розповісти про еволюцію скупчень галактик, великих груп від сотень до тисяч галактик, утримуваних разом гравітацією. Скупчення, продукт зіткнення галактик, почали з'являтися майже 10 мільярдів років тому і протягом мільярдів років неухильно перетворилися з маленьких "сіл" на "мегаполіси".

eROSITA з його здатністю бачити об'єкти настільки далекі, що їхньому світлу знадобилося 7 мільярдів років, щоб досягти його датчиків, що дозволить астрономам реконструювати еволюцію цих величезних структур протягом століть.

Вивчаючи скупчення галактик на різних відстанях й, отже, різного віку, астрономи зможуть дізнатися більше про еволюцію скупчень і про процес, який рухає цією еволюцією.

"Зафіксувавши велику кількість скупчень, ви зможете зрозуміти, швидко чи повільно відбувалося поступове з'єднання галактик", — говорить Мерлоні. "Знаючи це, ми можемо дещо дізнатися про щільність темної матерії і темної енергії, яка визначає, наскільки швидко або повільно формуються ці скупчення".

Вважається, що темна матерія відповідає за більшу частину гравітаційної сили у Всесвіті, а темна енергія — це невловима відразлива сила, яка протидіє гравітації, і її досі безпосередньо не спостерігали і не вивчали.

Телескоп eROSITA завершить свою основну наукову діяльність в 2023 році, але астрономи сподіваються, що він працюватиме ще багато років. У будь-якому випадку, за словами Мерлоні, каталоги об'єктів у нашому Всесвіті, які випромінюють рентгенівські промені, науковці вивчатимуть ще десятки років.

Нагадуємо, що першою метою нового космічного телескопа Вебба буде незвичайна планетна система, яка знаходиться на відстані 63 світлових років від нас. Планети, пил та уламки — все, що оточує зірку Бета Живописця стане предметом перших досліджень нового космічного телескопа.