СРГ/ART-XC им. М. Н. Павлинского: новый каталог рентгеновских источников на небе⁠⁠

В каталоге, составленном по данным пяти обзоров всего неба, — более полутора тысяч объектов.

С 12 декабря 2019 года по 7 марта 2022 года телескоп ART-XC им. М.Н. Павлинского, входящий в состав российской орбитальной обсерватории «Спектр-РГ», практически непрерывно сканировал небесную сферу в жестких рентгеновских лучах, совершая полный обзор каждые полгода. В результате все небо было осмотрено как минимум четырежды, а 40 процентов неба — пять раз. Затем в течение полутора лет до октября 2023 года телескоп ART-XC проводил глубокий обзор плоскости Галактики, после чего сканирование всего неба было возобновлено.

Телескоп СРГ/ART-XC: 114 открытий за два с половиной года

Во время этих полутора лет ученые ИКИ РАН трудились над построением рентгеновской карты неба на основе данных, полученных до марта 2022 года, и детектированием источников на этой карте.

Итогом этой работы стал каталог рентгеновских источников, обнаруженных в ходе обзора СРГ/ART-XC в 2019-2022 гг., — «Каталог пяти обзоров» (ARTSS1-5). Он представлен в статье, которая была принята к публикации в журнале Astronomy and Astrophysics и вышла в архиве электронных препринтов.

Новый каталог по своим характеристикам значительно превосходит предыдущий (первый) каталог источников обзора всего неба СРГ/ART-XC (Pavlinsky et al. 2022), основанный на данных первых двух сканов неба (с декабря 2019 по декабрь 2020 гг.). Главная причина — более чем удвоенное количество зарегистрированных рентгеновских фотонов.

«Помимо существенного увеличения используемой научной информации важную роль сыграли усовершенствования, внесенные в алгоритм регистрации источников», — говорит старший научный сотрудник отдела астрофизики высоких энергий ИКИ РАН Родион Буренин, ответственный за обработку данных обзора и построение рентгеновской карты неба.

Каталог включает 1545 источников рентгеновского излучения. Значительная часть из них была известна из предыдущих обзоров неба разными космическими обсерваториями. Однако примерно 10% из зарегистрированных источников — новые, и они представляют особый интерес.

«Одной из главных целей, которые мы ставили перед собой, было добиться максимально полного отождествления источников каталога. В рентгеновской астрофизике важно не только найти новый объект, но и определить его природу, а это можно, если мы этот же объект обнаружим на небе в видимом диапазоне. Телескоп ART-XC может определять положения рентгеновских источников на небе с очень высокой точностью — порядка четверти угловой минуты, поэтому мы можем легко отыскивать на небе их вероятных оптических компаньонов», — говорит ведущий научный сотрудник отдела астрофизики высоких энергий ИКИ РАН, первый автор статьи, профессор РАН Сергей Сазонов.

При необходимости для таких объектов проводится оптическая спектроскопия на 1.6-метровом телескопе АЗТ-33ИК Саянской обсерватории и 1.5-метровом Российско-турецком телескопе. К настоящему моменту значительная часть источников (1463) в каталоге ARTSS1-5 уже отождествлена и классифицирована. Остальные в основном находятся на южном небе, до которого «не дотягиваются» российские оптические телескопы.

Большинство классифицированных объектов в новом каталоге — активные ядра галактик (АЯГ), их около 900. Это сверхмассивные черные дыры в центрах далеких галактик, которые активно аккрецируют окружающее их вещество. Стоит отметить также присутствие в каталоге почти 200 катаклизмических переменных (КП) — двойных систем, в которых происходит аккреция вещества на белый карлик. Они находятся уже в нашей Галактике.

«Именно выборки АЯГ и КП кажутся нам особенно интересными, так как позволяют исследовать статистические свойства таких объектов в близкой Вселенной и в нашей Галактике соответственно», — говорит старший научный сотрудник отдела астрофизики высоких энергий ИКИ РАН Роман Кривонос.

В каталоге есть и много других интересных объектов: аккрецирующие нейтронные звезды и черные дыры, звезды с горячими коронами, остатки сверхновых, скопления галактик. Максимально полная информация об источниках СРГ/ART-XC будет вскоре представлена на специальном общедоступном сайте каталога.

В соответствии с текущей программой обсерватории «Спектр-РГ» обзор всего неба телескопом ART-XC будет продолжаться до конца 2025 года. Это позволит ученым еще раз обновить каталог источников, уже используя данные восьми сканов неба. Ожидается, что размер итогового каталога увеличится еще примерно вдвое.

Положение на небе (в Галактических координатах) источников, обнаруженных телескопом ART-XC им. М. Н. Павлинского обсерватории «Спектр-РГ» в ходе обзора всего неба. Размер символов характеризует рентгеновскую яркость источников. Изображение из статьи S. Sazonov et al., 2024

***

Космический аппарат «Спектр-РГ», разработанный в АО «НПО Лавочкина» (входит в Госкорпорацию «Роскосмос»), был запущен 13 июля 2019 г. с космодрома Байконур. Он создан с участием Германии в рамках Федеральной космической программы России по заказу Российской академии наук. Обсерватория оснащена двумя уникальными рентгеновскими зеркальными телескопами: ART-XC им. М.Н. Павлинского (ИКИ РАН, Россия) и eROSITA (MPE, Германия), работающими по принципу рентгеновской оптики косого падения. Телескопы установлены на космической платформе «Навигатор» (НПО Лавочкина, Россия), адаптированной под задачи проекта. Основная цель миссии — построение карты всего неба в мягком (0.3–8 кэВ) и жестком (4–20 кэВ) диапазонах рентгеновского спектра с беспрецедентной чувствительностью. Научный руководитель орбитальной рентгеновской обсерватории «Спектр-РГ» академик Рашид Сюняев.

Дополнительная информация

1. S. Sazonov et al. SRG/ART-XC all-sky X-ray survey: Catalog of sources detected during the first five surveys, Astronomy and Astrophysics (в печати) и на сайте архива электронных препринтов arXiv.org

2. Сайт проекта «Спектр-Рентген-Гамма»