Спектр-РГ

Спектр-РГ (Спектр-Рентген-Гамма, также известна как SRG) — российско-германская орбитальная астрофизическая обсерватория, предназначенная для обзора всего неба в рентгеновском диапазоне длин волн. Запущена 13 июля 2019 года с космодрома Байконур. Основная научная цель — создание карты Вселенной в рентгеновском излучении, включающей сотни тысяч скоплений галактик и миллионы активных ядер галактик (квазаров). Обсерватория работает в точке Лагранжа L2 системы Солнце-Земля.

История создания

Проект «Спектр-РГ» имеет долгую историю. Изначально он был задуман в 1980-х годах как часть советской программы «Спектр», включавшей несколько космических аппаратов для астрофизических исследований. Однако из-за экономических трудностей и распада СССР реализация проекта многократно откладывалась. В 2000-х годах проект был перезапущен с участием немецкого аэрокосмического центра (DLR) и Института внеземной физики общества Макса Планка. В 2014 году, после начала санкционного давления, кооперация была пересмотрена, но основные работы продолжались. В 2018 году, в связи с ухудшением отношений, немецкая сторона приостановила передачу ключевого оборудования, однако обсерватория была достроена с использованием российских компонентов. Запуск состоялся в 2019 году с помощью ракеты-носителя «Протон-М» и разгонного блока «ДМ-03».

Конструкция и приборы

Космический аппарат состоит из двух основных частей: служебного модуля «Навигатор» (разработки НПО имени Лавочкина) и научного модуля с двумя телескопами. Служебный модуль обеспечивает ориентацию, энергоснабжение, связь и терморегуляцию. Масса обсерватории на старте составляла около 2700 кг.

Телескоп ART-XC

Российский телескоп ART-XC (Astronomical Roentgen Telescope — X-ray Concentrator) создан Институтом космических исследований РАН и РФЯЦ-ВНИИЭФ. Он состоит из семи зеркальных модулей, работающих в жёстком рентгеновском диапазоне (4–30 кэВ). Телескоп способен регистрировать излучение от источников с высокой энергией, в том числе от нейтронных звёзд и чёрных дыр. Его поле зрения составляет около 0,3 квадратного градуса.

Телескоп eROSITA

Немецкий телескоп eROSITA (extended ROentgen Survey with an Imaging Telescope Array) был разработан Институтом внеземной физики общества Макса Планка. Он состоит из семи зеркальных модулей, работающих в мягком рентгеновском диапазоне (0,3–10 кэВ). eROSITA обладает высокой чувствительностью и широким полем зрения (около 1 квадратного градуса). Именно этот телескоп обеспечил основную научную продуктивность обсерватории в первые годы работы. В 2022 году, после начала военных действий на Украине, немецкая сторона отключила eROSITA, и дальнейшие наблюдения ведутся только с помощью ART-XC.

Научные задачи

Основные задачи обсерватории «Спектр-РГ» включают:

• Обзор всего неба: создание самой детальной карты рентгеновского неба, включающей миллионы источников.
• Поиск скоплений галактик: обнаружение сотен тысяч новых скоплений, что позволит уточнить космологические модели.
• Изучение активных ядер галактик: наблюдение квазаров и сейфертовских галактик для понимания роста сверхмассивных чёрных дыр.
• Исследование галактической плоскости: картирование остатков сверхновых, пульсаров и звёзд с активной короной.
• Поиск транзиентных источников: регистрация вспышек сверхновых, гамма-всплесков и других кратковременных явлений.

Ход миссии

После запуска в июле 2019 года обсерватория достигла точки Лагранжа L2 в октябре 2019 года. В декабре 2019 года начался первый обзор всего неба, который длился около 6 месяцев. Запланировано проведение восьми полных обзоров неба за 4 года. Каждый обзор позволяет увеличить чувствительность и уточнить положения источников.

К началу 2023 года обсерватория выполнила четыре полных обзора неба. В результате были обнаружены сотни тысяч новых рентгеновских источников, включая тысячи скоплений галактик и миллионы активных ядер галактик. В 2022 году, после отключения eROSITA, работа продолжилась только с телескопом ART-XC, который, несмотря на меньшую чувствительность, продолжает собирать данные в жёстком рентгеновском диапазоне.

Научные результаты

Наиболее значимые научные результаты «Спектр-РГ» включают:

• Каталоги источников: опубликованы каталоги рентгеновских источников, включающие данные первых обзоров. Например, каталог eROSITA-First содержит более 1,5 миллиона источников.
• Открытие новых скоплений галактик: обнаружены сотни ранее неизвестных скоплений, в том числе на больших красных смещениях.
• Изучение галактического центра: получены детальные изображения центра Млечного Пути, включая область вокруг сверхмассивной чёрной дыры Стрелец A*.
• Обнаружение пульсаров: зарегистрированы новые рентгеновские пульсары, в том числе в близлежащих галактиках.
• Космологические исследования: данные обсерватории используются для уточнения параметров тёмной энергии и тёмной материи.

Критика и проблемы

Миссия «Спектр-РГ» сталкивалась с рядом проблем. В 2022 году, после начала военных действий на Украине, немецкая сторона отключила телескоп eROSITA, что привело к потере значительной части научной продуктивности. Российская сторона заявила о возможности продолжения работы с помощью ART-XC, но чувствительность этого телескопа ниже. Также высказывались опасения по поводу долгосрочной работоспособности оборудования в условиях космической радиации. Некоторые западные учёные критиковали проект за задержки и рост стоимости, однако в целом миссия признаётся успешной.

Перспективы

Несмотря на отключение eROSITA, «Спектр-РГ» продолжает работу. Планируется завершить оставшиеся обзоры неба с помощью ART-XC. После завершения активной фазы миссии (ориентировочно в 2025–2026 годах) обсерватория может быть переведена в режим наблюдения отдельных объектов. Данные, собранные за первые годы, будут обрабатываться и анализироваться ещё многие годы. В перспективе, на основе опыта «Спектр-РГ» планируется создание новых российских астрофизических обсерваторий, таких как «Спектр-М» (Миллиметрон).

Источники

• Официальный сайт миссии «Спектр-РГ» (ИКИ РАН)
• Sunyaev, R. et al. (2020). «SRG/eROSITA: first X-ray all-sky survey». Astronomy & Astrophysics.
• Pavlinsky, M. et al. (2021). «ART-XC/SRG: first results». Astronomy Letters.
• Пресс-релизы Роскосмоса и НПО имени Лавочкина.
• Данные из открытых научных публикаций (arXiv, ADS).