Mezi Sluncem a Zemí

„Tento průzkum začal v roce 1987 v roce 30. výročí vypuštění první umělé družice Země. Vědci získali povolení k uspořádání mezinárodní konference v našem ústavu a plánovali vybudování přístrojů, které měly proslavit SSSR. Jedním z nich byl Radioastron (fungoval na oběžné dráze v letech 2011-2019, pozn. red.) a druhým byl právě Spektr-RG. U zrodu projektu stáli Andrej Sacharov a Jakov Zeldovič,“ sdělil Rašid Sjuňjajev, vědecký vedoucí Spektra-RG a oddělení astrofyziky vysokých energií Ústavu kosmických výzkumů RAV.

Vývoje tohoto přístroje se zúčastnilo mnoho sovětských a zahraničních organizací. Nicméně, v roce 2003, kdy byla značná část přístroje již hotová, byl projekt zrušen.

„Bylo to obrovské drama,“ vzpomíná Sjuňjajev.

Po několika letech se ale opět podařilo dosáhnout obnovení prací a technologický pokrok navíc umožnil vyvinutí mnohem dokonalejších zařízení.

Spektr-RG má na palubě dva teleskopy, ruský ART-Xcm (vyvinutý pod vedením Michaila Pavlinského, pozn. red.) a eROSITA, navržený ve spolupráci s vědci z Ústavu mimozemské fyziky Společnosti Maxe Plancka (Německo). První funguje v rozpětí tvrdého rentgenového záření 5-13 kiloelektrovolt, druhý v mírnějším rentgenu (0,3-11 kiloelektrovolt). Jeho spektrální a uhlové rozlišení je 25-30 krát větší než u družice předchozí generace ROSAT, která působila na oběžné dráze v letech 1990-1998.

Vypuštění Spektra-RG bylo odloženo celkem čtyřikrát. Start se konal 13. července 2019. Za tři měsíce urazil přístroj 1,5 milionu kilometrů a nyní obíhá kruhovou oběžnou dráhu kolem druhého Lagrangeova bodu (L2). Tak jsou nazývány oběžné dráhy, na kterých se vyrovnávají gravitační a odstředivé síly Slunce a Země, jež působí na malý přístroj. Přístroj se vždy nachází v takové poloze, že vidí Zemi a Slunce, proto nejsou problémy s komunikací a nabíjením slunečních baterií. Zde je snížený vliv magnetického pole Země a jejích radiačních pásů.

Spojení se Spektrem-RG udržují teleskopy v okolí Moskvy a Ussurijské astrofyzikální observatoře, která se nachází v nejjižnější šířce Ruska. 

„Zaměstnanci Ústavu kosmických výzkumů RAV a Lavočkinova vědeckovýrobního ústavu řídí družici každý den, přijímají a vysílají velké množství povelů,“ sdělil vědec.

Uvádí se, že Spektr-RG již vykonal zkušební skenování oblohy a získal tím velmi podrobné rentgenové snímky. Nyní jsou přístroje kalibrovány a za několik měsíců budou tato data odeslána vědeckým týmům k rozboru. Za čtyři roky bude třeba provést osm celkových snímání oblohy. Dalších dva a půl roku má přístroj fungovat jako observatoř a pozorovat nejjasnější objekty jako jsou aktivní galaktická jádra.

Galaxie a zvukové vlny vesmíru 

Vědci představili první snímky vytvořené podle dat teleskopů ART-XC a eROSITA. Mezi nimi je snímek nejbližšího seskupení galaxií Coma, oblíbeného objektu mnohých astronomů. Čím jasnější je barva, tím má látka větší hustotu. V samotném středu je 500 krát vyšší než průměrná hustota látky ve vesmíru. Asi 80 % této hvězdokupy tvoří temná látka, která se zatím nedá pozorovat. 

Rovně byl získán první snímek hřebenu naší galaxie, čili struktury Mléčné dráhy v rentgenovém rozpětí podél galaktické roviny. Má dva tisíce objektů: velké množství mladých hvězd v zónách aktivní tvorby hvězd, kandidáty na jednotlivé neutronové hvězdy či nárazové vlny z erupcí supernov. 

Rudá barva na snímku označuje ty nejchladnější, podle galaktických standardů, shluky plynu o teplotě přibližně 300-500 tisíc stupňů Kelvina. Zelená a modrá pochází z rentgenových zdrojů o teplotě mnoha desítek milionů stupňů. Temné úseky jsou oblasti skryté před pozorováním kvůli prachu, který pohlcuje rentgenové záření. „Je to grandiózní věc. Máme z těchto úspěchů velkou radost,“ řekl Rašid Sjuňjajev.

Jedním z hlavních kosmologických terčů Spektra-RG je Lockmanova díra. Tak se říká části oblohy velké přibližně 20 stupňů čtverečních bez oblaků neutrálního vodíku, což ji dělá průhlednou pro pozorování mimogalaktických objektů. První snímky umožnily vědcům spočítat 6 tisíc zdrojů viditelných přes tuto díru, přičemž k nim patří sto nových seskupení galaxií. Je to tedy více než dvakrát podrobnější než s pomocí jiných přístrojů. 

Uvádí se, že eRosita pozoroval dvojitý systém ss433, který má jasné rentgenové záření. Vědci se domnívají, že jde o dvojici černé díry a neutronové hvězdy. Vytvářejí obrázek spirálovitě zkroucených rukávů - trysek, kterými hmota vytéká rychlostí rovnající se 0,26 rychlosti světla. Na výsledném obrázku jsou dobře viditelné nárazové vlny.

Dalším úlovkem je pulsar PSR B1509-58 s vlastní mlhovinou, který se pohybuje rychlostí jeden tisíc kilometrů za sekundu. Nachází se na vzdálenosti 17 tisíc světelných let od Země, ale díky rentgenovému záření ho můžeme pozorovat.

Spektr-RG funguje v těsném kontaktu s teleskopy na Zemi. Po objevení velmi jasných a zajímavých objektů je vědci z Ústavu RAV předávají astronomům, kteří se věnují pozorování. S pomocí teleskopu Sajanské observatoře Ústavu fyziky Slunce a Země Irkutského vědeckého střediska sibiřské pobočky Ruské akademie věd o průměru 1,6 metru byly například pořízeny snímky velmi vzdálených kvasarů.

Vědci doufají, že s pomocí Spektra-RG budou moci pozorovat baryonové akustické oscilace, zvukové vlny, jež vznikly v nejranější etapě evoluce vesmíru, a dosud se pohybují v pozorované substanci. Rašid Sjuňjajev sdělil, že jejich amplituda bude lépe viditelná ve velkém měřítku, pokud budeme považovat seskupení galaxií za uzly kosmické pavučiny.

Podle výpočtů je k objevení tohoto jevu. na úrovni spolehlivosti čtyři až pět sigma, zapotřebí sto tisíc shluků s hmotností větší než 3 × 1014 hmotností Slunce. Právě takové množství obsahuje vesmír, který pozorujeme. Zatím z nich ale nebyla objevena zdaleka všechna, k čemuž má eROSITA přispět.

Názory vyjádřené v článku se nemusí vždy shodovat s postojem Sputniku.