Spektr-RG a reçu la carte la plus détaillée du reste d’une supernova

A gauche : Début de la première observation par balayage du plan Galactique par le télescope SRH/ART-XC. M.N. Pavlinsky en mars 2022. Plusieurs sources ponctuelles de rayons X et les contours du reste de supernova étendu RX J1713.7-3946 sont indiqués. Droite : Image détaillée du reste de supernova RX J1713.7-3946 prise par le télescope ART-XC dans la gamme d'énergie 4–15 keV (observations du 7 au 15 mars 2022). La structure du vestige est bien visible, y compris l'onde de choc formée lors de l'explosion d'une supernova et se propageant à travers le milieu interstellaire. Images radiographiques obtenues par R.A. Krivonos, I.Yu. Lapshov et S.V. Molkov, IKI-RAS.

Le télescope russe ART-XC nommé d'après M. N. Pavlinsky de l'observatoire Spektr-RG a commencé à observer les régions les plus intéressantes du ciel. Dans le cadre du transfert du deuxième télescope de l'observatoire - l'eROSITA allemand - en mode "sécurité", le programme d'observation actuel de l'observatoire Spektr-RG a subi quelques modifications: il a été décidé de commencer les observations des sources les plus intéressantes et les régions du ciel qui étaient prévues pour la période de scan général. Le programme d'observation ajusté maximisera la production scientifique du télescope russe ART-XC.

L'une des zones du ciel les plus riches en sources de rayons X est le plan de notre galaxie, la Voie lactée, près de son centre, qui abrite le trou noir supermassif Sagittarius A*. Dans la seconde quinzaine de mars, les conditions les plus favorables pour les observations de cette région céleste se forment, où les «yeux» du télescope ART-XC ont été réorientés.

Déjà les premières observations du télescope ART-XC dans cette zone ont permis d'obtenir des résultats très intéressants sur la morphologie du rémanent de supernova RX J1713.7-3946. Cet objet a été détecté pour la première fois par l'observatoire orbital à rayons X ROSAT. Dans l'image obtenue par cet observatoire, l'objet était une source étendue de rayonnement X doux d'une taille maximale d'environ 70 minutes d'arc (à titre de comparaison, le diamètre de la Lune vue de la Terre est d'environ 30 minutes d'arc). La distance à celle-ci est estimée à 1 kiloparsec ou environ 3,3 mille années-lumière.

Il a attiré l'attention des astrophysiciens plus tard, après avoir été enregistré auprès de l'installation au sol HESS. Puis une hypothèse a été émise selon laquelle les restes de coquilles de supernovae, dont la coquille de RX J1713.7-3946, sont le siège d'accélération de particules élémentaires (protons et électrons) vers des énergies ultra-élevées, c'est-à-dire l'une des sources de rayons cosmiques.

Cette hypothèse a été étayée par des études du spectre des photons émis par l'objet, réalisées d'après les données de l'observatoire de Suzaku. Ces mesures ont montré que l'accélération des particules au front de l'onde de choc est si efficace que la limite théorique (dite limite de Bohm) est presque atteinte. Cependant, la résolution angulaire pas très élevée du télescope Suzaku laissait s'interroger sur la nature des particules qui génèrent le rayonnement. Malgré le fait que la composante protonique décrit mieux le spectre photonique aux ultra-hautes énergies, des questions subsistent quant à l'explication de l'absence d'une composante thermique dans les rayons X, qui aurait dû apparaître si les protons en étaient la source.

Le télescope ART-XC nommé d'après M. N. Pavlinsky combine une bonne sensibilité du détecteur et un champ de vision assez large. Grâce à cela, il peut "examiner" en détail des objets célestes suffisamment grands. Ses observations ont permis pour la première fois d'étudier la morphologie de l'objet RX J1713.7-3946 non seulement dans sa région la plus brillante, mais aussi d'obtenir une carte de la distribution de l'intensité du rayonnement sur l'ensemble du résidu de supernova dans la gamme d'énergie jusqu'à 15 keV avec une résolution angulaire et une sensibilité jusque-là inaccessibles.

"L'image du reste de supernova obtenue par le télescope ART-XC fournit non seulement de la matière pour des travaux ultérieurs, mais démontre également clairement les capacités de ce merveilleux instrument", a déclaré Alexandre Loutovinov, directeur scientifique du télescope ART-XC, professeur au Académie russe des sciences (IKI RAS).

Les télescopes à rayons X existants ont généralement soit une très bonne sensibilité et un petit champ de vision, soit un large champ de vision, mais une sensibilité et une résolution faibles. Le champ de vision d'ART-XC est de 0,3 degré carré, ce qui vous permet d'explorer une zone assez large du ciel avec une couverture uniforme, ce qui permet d'obtenir des images de haute qualité d'objets spatiaux étendus. En même temps, les caractéristiques de ses détecteurs et miroirs aident à voir les détails fins de ces images.

À l'heure actuelle, un travail intensif est en cours sur une analyse détaillée des observations et l'interprétation théorique des résultats. On s'attend à ce que cela impose de fortes restrictions sur le mécanisme de génération de rayons X dans ce reste de supernova et dans d'autres similaires.

À l'heure actuelle, le télescope ART-XC poursuit ses observations profondes du plan de la Galaxie, ce qui signifie que de nouvelles découvertes et résultats ne tarderont pas à venir.

Sources et crédits d'imagerie: IKI-RAN et Roscosmos