Американское космическое агентство NASA совместно с Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA) показали детальный рентгеновский снимок взрыва звезды в глубинах космоса. Этот прорыв в исследованиях был совершён с помощью космической обсерватории XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission), нацеленной на изучение самых горячих областей Вселенной. Это первый научный снимок XRISM и с ним учёные впервые провели подробный анализ остатков сверхновой, известной как N132D.

Источник изображений: JAXA / NASA / XRISM

Расположенный в 160 000 световых лет от нашей планеты, этот объект находится в пределах Большого Магелланова Облака, карликовой галактики, соседствующей с нашей галактикой Млечный Путь. С помощью приборов XRISM учёные провели детальное исследование N132D и установили, что звезда исчерпала свои запасы энергии примерно 3000 лет назад, что вызвало мощный взрыв сверхновой, следы которого заметны до сих пор.

Особый интерес представляет анализ данных XRISM, который позволил исследователям определить состав элементов в остатках сверхновой. Эти элементы были сформированы в недрах звезды и выброшены в момент её взрыва. Брайан Уильямс (Brian Williams), научный сотрудник проекта XRISM в NASA, подчеркнул значимость этого открытия: «Прибор Resolve даёт нам возможность увидеть форму спектральных линий с невиданной ранее точностью, что позволит определить не только содержание различных элементов, но и их температуру, плотность и направление их движения. Отсюда мы сможем собрать воедино информацию о первоначальной звезде и её взрыве».

Cамый подробный рентгеновский спектр N132D из когда-либо созданных. В спектре видны пики, связанные с кремнием, серой, аргоном, кальцием и железом. Вставка справа — изображение N132D, полученное прибором Xtend космической обсерватории XRISM

Рентгеновский телескоп XRISM был запущен в сентябре прошлого года и до недавнего времени проходил настройку, а теперь прислал первое научное фото. Низкоорбитальная обсерватория поможет изучать Вселенную в высокоэнергетическом рентгеновском диапазоне. Аппарат поможет в исследовании крупнейших структур во Вселенной, в определении механизмов распределения материи и формирования галактик со сверхмассивными чёрными дырами в центрах. Это позволит лучше понять механизмы формирования и эволюции Вселенной.

Resolve — это высокоточный спектрометр мягких рентгеновских лучей (с наибольшей длиной волны), который работает при температуре всего на несколько сотых градуса выше абсолютного нуля и способен улавливать спектры рентгеновских лучей с энергией от 300 до 12 000 эВ. Он измеряет крошечные изменения температуры, возникающие при попадании рентгеновского луча на его детектор размером 6×6 пикселей. Получаемые им спектры являются самыми детализированными из когда-либо полученных для объектов во Вселенной.

Заметим, что устройство Resolve работает с ограничениями, поскольку учёным не удалось открыть защитное окошко перед одним из датчиков, из-за чего пострадала чувствительность. Данный слой призван защитить датчик от воздействия атмосферы на Земле и после запуска, поскольку предотвращает прилипание газообразных веществ внутри спутника к оптическим фильтрам. Секция окна имеет бериллиевую пленку толщиной 250 микрон, поэтому прибор сможет работать с рентгеновскими лучами даже при закрытой секции. Бериллиевое окно экранирует рентгеновское излучение с энергией ниже 2000 эВ, тогда как без защитного окошка можно было бы наблюдать рентгеновское излучение с энергией от 300 эВ.

Xtend — это камера для получения изображения в мягком рентгеновском диапазоне, предназначенная для расширения поля зрения обсерватории до 38 угловых минут с каждой стороны в диапазоне энергии 400–13000 эВ. Это большое поле зрения позволяет наблюдать области примерно на 60 % больше среднего видимого размера полной Луны, что делает её мощным инструментом для получения детализированных рентгеновских изображений небесных объектов, таких как скопления галактик и остатки сверхновых.

Прибор Xtend космической обсерватории XRISM зафиксировал скопление галактик Abell 2319 в рентгеновских лучах, показанное здесь фиолетовым цветом и очерченное белой рамкой, обозначающей область действия детектора

Результаты, полученные с помощью XRISM, играют значительную роль в понимании космических процессов. Открытие такого масштаба — важный шаг в расширении границ нашего знания о Вселенной и изучении процессов формирования элементов, составляющих основу мироздания.

Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) сообщило в соцсети X, что график исследования марсианских спутников Фобоса и Деймоса пересмотрен. Запуск миссии MMX (Martian Moons eXploration) теперь состоится в 2026 году вместо запланированного старта в 2024 году. Изменение графика стало следствием аварии новой японской ракеты-носителя H3, которая должна была запустить миссию в космос.

MMX, иллюстрация. Источник изображения: JAXA

Миссия MMX включает облёты обеих лун Марса с выходом станции на квазиорбиту Фобоса. Малая масса этой марсианской луны будет заставлять станцию постоянно работать двигателями, чтобы оставаться рядом. Затем на Фобос будет высажен посадочный модуль, спроектированный и изготовленный в Японии. После изучения спутника он сделает забор грунта, и его отправят на Землю. За плечами JAXA возвращение проб с астероидов, поэтому вероятность успеха миссии MMX очень и очень велика. На луны Марса ещё никто не опускался, и у японцев есть шанс войти с этим в историю мировой космонавтики.

Также на посадочном модуле на Фобос будет доставлен небольшой европейский ровер — IDEFIX. Он проведёт собственную разведку спутника. Всё это должна была отправить в сторону Марса новая японская ракета H3. Но её первый рабочий запуск закончился аварией, в ходе которой также был потерян новейший спутник дистанционного зондирования Земли. Поэтому в JAXA решили не рисковать миссией MMX до начала безаварийных полётов новой ракеты.

IDEFIX, иллюстрация. Источник изображения: DLR

Происхождение спутников Марса остаётся неизвестным. Они либо появились в результате удара астероида по Марсу, либо были захвачены гравитацией Красной планеты на этапе её формирования. Одно время даже рассматривался вариант их искусственного происхождения. Пробы грунта с Фобоса помогут дать ответ на эту загадку. Обо всём этом мы узнаем в 2031 году, когда возвращаемый зонд сбросит образцы на Землю.

Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) успешно запустило ракету H-IIA, на борту которой в космос отправились лунный аппарат SLIM и рентгеновский телескоп XRISM. Ракета стартовала с площадки Космического центра Танэгасима 7 сентября в 8:42 по местному времени (2:42 мск). Это произошло на 10 дней позже, чем планировалось, из-за неблагоприятных погодных условий.

Ракета H-IIA. Источник изображения: mhi.com

Оба космических аппарата вышли на расчётные орбиты по графику менее чем через час после старта. Если всё пойдёт по плану, через несколько месяцев SLIM (Smart Lander for Investigating Moon — «Умный посадочный модуль для исследования Луны») произведёт первую в истории Японии мягкую посадку на Луну — это будет высокоточная или «точечная» посадка. Миссия призвана подтвердить жизнеспособность технологии посадки с ограниченными ресурсами, которая проложит дорогу для будущих исследовательских проектов во всей Солнечной системе.

SLIM — небольшой космический корабль габаритами 2,4 × 2,7 × 1,7 м. При взлёте его масса была 700 кг, но 70 % из них пришлись на топливо. Аппарат пройдёт долгий, но экономичный путь до Луны и выйдет на лунную орбиту через три или четыре месяца. Ещё около месяца он будет наблюдать за лунной поверхностью, после чего попытается произвести посадку в 300-метровом кратере Шиоли на 13 градусах южной широты на видимой стороне Луны.

Лунный модуль SLIM. Источник изображения: jaxa.jp

Предполагается, что технология точечной посадки поможет прилунить аппарат в радиусе 100 м от целевой точки. «Человек совершит качественный сдвиг по направлению к возможности совершать посадку там, где мы хотим, а не там, где легко сесть, как это было раньше», — рассказали в JAXA. На борту SLIM находятся два мини-зонда, которые окажутся на поверхности Луны после посадки. Они помогут проследить за состоянием посадочного модуля, сделать снимки места посадки и обеспечить связь с Землёй.

Предыдущие две японские лунные миссии завершились неудачами: кубсат OMOTENASHI не смог добраться до поверхности Луны, а посадочный модуль HAKUTO-R разбился. Успеха с посадками на Луну за всю историю человечества добились СССР, США, Китай и не так давно Индия, поэтому в случае успеха миссия SLIM станет исторической не только для Японии.

Телескоп XRISM. Источник изображения: jaxa.jp

Но всё же основной полезной нагрузкой ракеты является не SLIM, а рентгеновский космический телескоп XRISM (X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission — «Миссия по рентгеновской визуализации и спектроскопии»), построенный в рамках совместного проекта JAXA с американским NASA и европейским ЕКА.

Низкоорбитальная обсерватория поможет изучать Вселенную в высокоэнергетическом рентгеновском диапазоне. Аппарат поможет в исследовании крупнейших структур во Вселенной, в определении механизмов распределения материи и формирования галактик со сверхмассивными чёрными дырами в центрах. Это позволит лучше понять механизмы формирования и эволюции Вселенной, пояснили в ЕКА. XRISM будет работать совместно с другими рентгеновскими телескопами: американскими «Чандра» (Chandra) и NuSTAR, а также европейским XMM-Newton.

С лёгкой руки Ньютона земная наука ввела в практику спектральный анализ источников видимого света. К примеру, гелий сначала обнаружили в спектре Солнца и только 13 лет спустя нашли на Земле. Специалисты NASA и JAXA шагнули ещё дальше — рентгеновский телескоп XRISM, который запустят 26 августа, будет изучать невидимые или рентгеновские спектры. Это даст информацию о самых энергичных событиях и объектах во Вселенной, включая взрывы сверхновых и чёрные дыры.

Рентгеновская обсерватория XRISM в представлении художника. Источник изображения: NASA, JAXA

Собирать спектры — измерять температуру (или энергию) рентгеновских лучей — будет разработанный в NASA датчик Resolve разрешением 6 x 6 пикселей. Это настолько чувствительный инструмент, что его необходимо будет охладить до температуры всего на доли градуса выше абсолютного нуля.

«Спектры, собранные XRISM, будут самыми подробными из всех, которые мы когда-либо видели для некоторых явлений, которые мы будем наблюдать, — сказал Брайан Уильямс (Brian Williams), научный сотрудник проекта XRISM NASA в Центре космических полетов им. Годдарда. — Миссия позволит нам получить представление о некоторых наиболее сложных для изучения местах, таких как внутренние структуры нейтронных звезд и джеты [релятивистские струи] частиц, движущихся со скоростью, близкой к световой, которые испускают чёрные дыры в активных галактиках».

Датчик Resolve способен проводить спектроскопию рентгеновского излучения с энергией от 400 до 12 000 эВ (электрон-вольт), измеряя энергию отдельных рентгеновских лучей для формирования спектра. Для сравнения, энергия видимого света составляет около 2–3 эВ. Разложение рентгеновского излучения на спектральные составляющие даст информацию о химическом и физическом составе и свойствах изучаемых объектов и явлений. Мы не можем заглянуть внутрь нейтронной звезды или чёрной дыры, но по данным спектрального анализа сможем оценить, из каких элементов состоят ядра таких звёзд, и каковы физические параметры той или иной чёрной дыры.

Датчик Resolve

Вторым прибором у космической обсерватории XRISM стала камера Xtend. Её особенность — чрезвычайно большое поле обзора для рентгеновского диапазона. Оно примерно на 60 % больше среднего видимого размера полной Луны. Искать источники рентгеновского излучения на небе занятие непростое. Камера Xtend с расширенным полем обзора облегчит такие задачи.

Запуск обсерватории XRISM намечен на 26 августа. Пуск состоится на японской ракете-носителе H-IIA с комплекса в Космическом центре Танэгасима.

Как сообщило японское Министерство образования, науки и технологий, в ходе сегодняшних тестов на территории страны ракетного двигателя произошёл взрыв. По данным министерства, пострадавшие отсутствуют. Впрочем, ущерб в очередной раз нанесён японским космическим амбициям.

Источник изображения: Minoru Otsuka/The Asai Shimbun

Известно, что двигатель предназначался для ракеты Epsilon-S. Испытания проходили на принадлежащей Японскому агентству аэрокосмических исследований (JAXA) площадке. По официальным данным, взрыв произошёл приблизительно через минуту после начала тестирования двигателя второй ступени. Судя по короткому видео с местного телеканала, пламя сначала вырывалось с одной из сторон здания, в котором проходили испытания, а следом уже объяло всю постройку с последующим взрывом.

Хотя Япония уже успешно реализовала важные космические проекты, в ракетостроении в последнее время её преследуют неудачи. Новая ракета H-3 средней грузоподъёмности получила приказ на самоуничтожение в ходе дебютного полёта в марте, когда двигатель второй ступени не сработал так, как планировалось. В прошлом октябре неудача постигла японских ракетостроителей при запуске твердотопливной ракеты Epsilon-6. Наконец, стартап ispace не смог организовать успешную посадку модуля Hakuto-R в апреле — это была первая попытка мягкой посадки модуля на Луне под управлением частной компании.

Впрочем, череда неудач, похоже, постигла всю мировую аэрокосмическую отрасль. Не так давно пришлось отдать приказ на самоликвидацию суперкораблю Starship компании SpaceX, а буквально на днях взорвался ракетный двигатель BE-4 компании Blue Origin.