Японский космический телескоп XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission), выведенный на орбиту 6 сентября 2023 г, получил своё первое изображение. Для этого был выбран остаток вспышки сверхновой с простым именем N132D почти в центре галактики Большое Магелланово Облако (Large Magellanic Cloud, LMC) – нашего соседа на расстоянии 160 тысяч световых лет. И это оказалось удачным выбором для первого снимка телескопа.
Сам по себе остаток и породившая его сверхновая не совсем обычны. Сейчас мы немного разберёмся в чем дело.
Остаток N132D, несмотря на свой немолодой уже возраст – около 3000 лет, является самым ярким в рентгеновском диапазоне среди остатков сверхновых в LMC. До сих пор остается неясным, с чем это может быть связано.
Неясным остаётся и крайне неоднородное распределение химических элементов в остатке, обнаруженное ранее рентгеновской обсерваторией Chandra. Это можно хорошо видеть на многоцветной карте рис. 1. Хотя цвета слегка перемешиваются, видно, что весь остаток разделен на три разных области: северо-запад наполнен преимущественно кислородом, в центральной и северо-восточной доминирует неон, в южной и особенно в юго-западной преобладает железо.
Такое пятнистое распределение химических элементов о чём-то свидетельствует и может иметь важные последствия, но неясно пока “о чём” и “какие”.
Как было ранее установлено телескопом Chandra, “пятнистое” распределение химических элементов не связано с химическими неоднородностями в окружающем газе. В остатке явный избыток кислорода, железа и неона по сравнению с окружающим газом. Поэтому дело только в нём, в остатке.
Для понимания того, что здесь происходит, нужны детали. Их сможет различить новый телескоп XRISM с его более высоким разрешением.
Одна из возможных причин может быть связана с тем, что вспышки сверхновых на начальных порах порождают космические пылинки. Это происходит под действием конденсации таких элементов как углерод, кремний, кислород, железо и др.
Однако, как показывают в последнее время вычислительные эксперименты, при встрече с плотным межзвёздным газом только что рождённые пылинки могут испаряться. При испарении они возвращают в окружающий газ те элементы, из которых они состояли.
Неоднородности плотности окружающего газа могут обусловливать испарение пылинок по-разному, приводя и к видимой “пятнистости” остатков. Будущие наблюдения нам расскажут, так ли это.
Кое-какие детали этого уже видны на “сигнальном” изображении, полученном телескопом XRISM в его самую первую наблюдательную сессию. Различия между картой, полученной обсерваторией Chandra на рис. 1 и тем, что показал XRISM, можно увидеть на вставке – изображении остатка N132D, показанном на рис. 2. Здесь вариации цвета проявляются на более мелких масштабах, чем на рис. 1.
Есть ещё две загадки остатка N132D.
Одна из них связана с тем, что его размер, равный примерно 60 световым годам, слишком велик для него, учитывая, что он погружён в плотный молекулярный газ. В нём остатку трудно расширяться и он должен бы быть в три раза меньше.
Другая загадка связана с тем, что он является, несмотря на свой, уже “серьёзный” возраст, одним из немногих наиболее ярких источников гамма-излучения сверхвысоких энергий – энергий около 10 тера-электронвольт (ТэВ).
Его светимость в гамма-диапазоне от 1 до 10 ТэВ в 100 раз превышает светимость Солнца. А если сравнивать его с другими остатками, то он по мощности в 30 раз превышает светимость известного остатка Кассиопея А в нашей Галактике в той же области энергий. И это несмотря на то, что возраст Кассиопея А предположительно в 10 раз меньше, а молодые остатки сверхновых – более энергичны.
Возможно, две эти загадки как-то взаимосвязаны. Новые наблюдения дадут ответ.
