ВНИМАНИЕ! На форуме начался конкурс - астрофотография месяца ОКТЯБРЬ!
0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.
Imaging X-ray Polarimetry Explorer
Energy range 2 — 8 кэВ
Цитата: Foma от 13 Дек 2021 [00:38:53]Imaging X-ray Polarimetry ExplorerЦитатаEnergy range 2 — 8 кэВСлабенький диапазон, по сравнению с в целом энергиями рентгена: 0.1 — 120 кэВ.
большинство астрофизических источников светят именно здесь.
IXPE Payload mass 170 kg
Ищем не там где потеряли, а там где светло (с).
Экономили, экономили на массе, потом взяли и на F9 запустили, который мог бы в 50 раз массивней вывести.
Телескоп IXPE обнаружил поляризацию рентгеновского излучения молекулярных облаков в центре ГалактикиТридцать лет назад стало ясно, что рентгеновское излучение гигантских молекулярных облаков в центральных областях нашей Галактики может быть отражением излучения мощной вспышки сверхмассивной черной дыры Sgr A* в самом её центре. Запаздывание отраженного излучения из-за конечного времени распространения света через Центральную Молекулярную Зону размером около 100 парсек означает, что вспышка произошла за несколько сотен лет до этого. Теория предсказывает несколько характерных свойств такого рентгеновского излучения, в том числе — жесткий спектр с мощной флуоресцентной рентгеновской линией железа с энергией 6.4 КэВ, видимые сверхсветовые движения и поляризацию. Все, кроме поляризации, уже было обнаружено за прошедшие годы рентгеновскими обсерваториями. Поляризация рентгеновских лучей «отстала», в первую очередь потому что не было достаточно чувствительных рентгеновских поляриметров. Но и это предсказание нашло блестящее подтверждение с помощью данных телескопа IXPE (NASA, ASI). Статья с результатами этих исследований опубликована в журнале Nature, в числе первых авторов — сотрудники отдела астрофизики высоких энергий ИКИ РАН.Молекулярные облака очень холодные, так что сложно ожидать, что они будут излучать в рентгеновском диапазоне. Однако в 1990-х годах прибор АРТ-П обсерватории ГРАНАТ (Россия) и ASCA (Япония) обнаружили жесткое рентгеновское излучение, коррелированное с распределением молекулярного газа в центральной области нашей Галактики. Форма полученного спектра напоминала «отраженное» излучение в активных галактических ядрах или рентгеновских двойных системах, где относительно холодный аккреционный диск освещается ярким центральным источником, питаемым веществом, падающим на черную дыру. Это отраженное излучение обычно состоит из очень жесткого континуума, связанного с комптоновским рассеянием, и яркой флуоресцентной линии железа.Именно такое излучение наблюдалось от облаков молекулярного газа в центре нашей Галактики. Однако в окрестности этих облаков сейчас нет источника достаточно яркого, который мог бы их облучать. Поэтому учеными ИКИ в 1993 г. была высказана гипотеза, что такой источник был ярким в прошлом — несколько сотен лет назад, а сейчас не виден. Главный кандидат на эту роль — черная дыра с массой 4 миллиона солнечных в центре Млечного Пути, которая имеет обозначение Стрелец A* (или Sgr A*). Хотя сейчас Sgr A* светит в рентгеновских лучах очень слабо, потенциально он может производить в миллиард раз больше фотонов рентгеновского излучения, если темп аккреции вещества увеличится. В этом случае даже вспышки продолжительностью всего несколько часов будет достаточно, чтобы объяснить все наблюдаемое сегодня излучение от молекулярных облаков.Если этот сценарий «отраженного» излучения верен, то из него следует несколько выводов. Во-первых, мы должны наблюдать кажущиеся сверхсветовые движения, которые, действительно, были обнаружены рентгеновскими обсерваториями Chandra (NASA), XMM-Newton (ESA) и ИНТЕГРАЛ (ESA, в жестких рентгеновских лучах). Второе теоретическое предсказание — поляризация наблюдаемого излучения при томсоновском рассеянии. Степень поляризации зависит от угла рассеяния, а ориентация плоскости поляризации перпендикулярна направлению на первичный источник.Следовательно, обнаружив поляризацию, можно не только получить окончательное доказательство природы рентгеновского излучения молекулярных облаков, но и проверить, пришло ли первичное излучение со стороны объекта Sgr A* (по плоскости поляризации) и определить время, когда произошла вспышка (по степени поляризации). Эскиз геометрии проблемы и связанного с ней поляризационного сигнала показан на рисунке.Рентгеновские фотоны от источника Sgr A* (положение, отмеченное звездочкой) распространяются во всех направлениях. Цветные полосы показывают области в плоскости Галактики, где должно произойти рассеяние, чтобы излучение попало к наблюдателю через заданное время (например, полоса, помеченная как “210” лет). Рассеянное излучение будет поляризовано в соответствии со значением угла рассеяния, а плоскость поляризации будет ориентирована перпендикулярно направлению Sgr A*. Рисунок из статьи Marin, F., Churazov, E., Khabibullin, I. et al. Nature (2023)Но до недавнего времени измерять поляризацию рентгеновского излучения было очень трудно — существовавшие космические обсерватории не могли это делать. Первым достаточно чувствительным космическим рентгеновским поляриметром стал IXPE (NASA, ASI, запущен в декабре 2021 г.) — это новый тип рентгеновского поляриметра, который основан на фотоэлектрическом эффекте — траектории фотоэлектронов зависят от направления поляризации ионизующего рентгеновского излучения. Позиционно-чувствительный газовый детектор фиксирует эту зависимость. Эта новая технология обеспечивает гигантский скачок в чувствительности, необходимой для обнаружения слабого диффузного излучения молекулярных облаков Галактического центра.Первые наблюдения IXPE областей Галактического центра были проведены в феврале и марте 2022 года. Почти одновременно эту же область наблюдала обсерватория Chandra. На изображениях, полученных обсерваториями Chandra и IXPE, хорошо видно диффузное излучение. А спектр этого излучения содержит компоненту, характерную для эффекта отражения.Изображения комплекса молекулярных облаков в окрестности источника Sgr A*, полученные обсерваториями Chandra (слева) и IXPE (справа). Положение Sgr A* отмечено крестиком. Большой кружок показывает часть изображения, включающую яркое диффузное излучение, спектр которого указывает на рассеяние фотонов. Меньший пунктирный эллипс показывает область, исключенную из анализа, чтобы избежать загрязнения сигнала ярким нетепловым диффузным источником. Рисунок из статьи Marin, F., Churazov, E., Khabibullin, I. et al. Nature (2023)Спектр диффузного излучения молекулярных облаков, полученный обсерваториями IXPE, Chandra и XMM-Newton. Штриховые линии показывают вклад отраженного излучения в полный спектр. IXPE измеряет поляризацию всего спектра и определяет степень поляризации и ориентацию плоскости поляризации отраженной компоненты. Видна ярчайшая флуоресцентная линия нейтрального железа с энергией 6.4 КэВ. Излучение фотонов в линии не поляризовано, так как она возникла в результате фотопоглощения и флуоресценции без помощи томсоновского рассеяния. Рисунок из статьи Marin, F., Churazov, E., Khabibullin, I. et al. Nature (2023)Что же телескоп IXPE может добавить к данным Chandra и XMM-Newton? Показать, что это излучение поляризовано! Из анализа поляризованного сигнала был сделан вывод, что степень поляризации составляет 31+/-11 %. Это фиксирует угол рассеяния и, следовательно возраст вспышки — около 200 лет назад. В то же время наблюдаемое направление поляризации согласуется с ожидаемым сигналом от рассеяния излучения мощнейшего (в прошлом) источника, совпадающего в пределах ошибок с положением Sgr A*.Таким образом, данные IXPE подтверждают гипотезу о том, что именно Sgr A* является первичным источником излучения, рассеиваемого молекулярными облаками.Это замечательный результат, но есть еще много вопросов, ответ на которые пока не известен. Например, была ли это одиночная вспышка или их было много? Поляризовано ли первичное излучение? Уже запланированы следующие наблюдения IXPE, которые помогут ответить на эти и многие другие вопросы.
Автор
Тема: IXPE - Imaging X-ray Polarimetry Explorer (Прочитано 1645 раз)
