Близько 2000 років тому люди, що дивилися на нічне небо, могли побачити, як у ньому з'явилася нова яскрава зірка. Вона згасла за кілька місяців, але залишила по собі те, що астрономи сьогодні називають RCW 86 — розширену хмару розжареного газу та частинок, яка й досі рухається крізь простір. Телескоп IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) отримав нові дані про зовнішній край цього залишку, доповнивши картину, зібрану роками раніше іншими рентгенівськими обсерваторіями.
Нове спостереження не переписує історію RCW 86 з нуля — воно додає деталь, якої раніше бракувало: місце, де розширення хмари, схоже, натрапило на перешкоду.
Порожнина, яка змінила форму залишку
Ще до участі IXPE рентгенівська обсерваторія Chandra виявила навколо RCW 86 велику область зниженої густини — своєрідну «порожнину» в навколишньому середовищі. Саме через неї речовина, викинута вибухом, могла розширюватися швидше, ніж передбачали стандартні моделі еволюції залишків наднових.
Ця ж порожнина, ймовірно, і пояснює нестандартну, нерівну форму RCW 86: там, де густина середовища була нижчою, ударна хвиля просувалася вільніше й далі, а там, де вона зустрічала щільніший газ, — гальмувалася.
Дані IXPE показують саме той момент цієї історії, коли розширення досягло межі порожнини. На краю сформувалася так звана відбита ударна хвиля — фронт, що виникає, коли розширення різко сповільнюється при зіткненні з густішим середовищем. На комбінованому знімку цю ділянку виділено фіолетовим кольором.
Що показує рентгенівський знімок
Фінальне зображення RCW 86 складене з даних кількох інструментів. Жовтий колір відповідає низькоенергетичним рентгенівським променям, зафіксованим IXPE. Синій колір — це високоенергетичне рентгенівське випромінювання, яке раніше зареєстрували Chandra та телескоп XMM-Newton Європейського космічного агентства. Зоряне тло на знімку додане з оптичних спостережень Національної лабораторії оптичної та інфрачервоної астрономії США (NOIRLab).
Поєднання даних різних телескопів і різних діапазонів енергій дозволяє побачити структуру залишку наднової об'ємніше, ніж це можливо за одним-єдиним спостереженням. IXPE тут відіграє особливу роль: цей телескоп спеціалізується не просто на фіксації рентгенівського випромінювання, а на його поляриметрії — вимірюванні напрямку коливань рентгенівських хвиль. Це дає інформацію про структуру магнітних полів та про те, як саме прискорюються частинки в ударних хвилях, — деталі, недоступні звичайним рентгенівським знімкам.
Місія за межами одного об'єкта
IXPE — спільний проєкт NASA та Італійського космічного агентства, у якому також беруть участь партнери й наукові колективи з 12 країн. Керує місією Центр космічних польотів імені Маршалла NASA в Гантсвіллі, штат Алабама. Управлінням польотом апарата спільно займаються компанія BAE Systems та Лабораторія атмосферної та космічної фізики Університету Колорадо в Боулдері.
Спостереження RCW 86 — не єдиний результат роботи IXPE. Телескоп послідовно накопичує дані про найенергетичніші об'єкти Всесвіту, від залишків наднових до нейтронних зірок і чорних дір, і щоразу додає вимір, якого бракувало попереднім знімкам, — інформацію про поляризацію рентгенівського випромінювання. Саме завдяки цьому інструменту історія двохтисячолітнього вибуху, який колись бачили людські очі, продовжує уточнюватися й сьогодні.
