Космический телескоп NASA для исследования поляризованного рентгеновского излучения IXPE, запущенный в декабре прошлого года, передал первые научные данные. Первым объектом для исследования стало облако межзвёздного вещества в созвездии Кассиопеи, образовавшееся после взрыва Сверхновой 350 лет назад. Это же облако больше двадцати лет назад было первой целью для его предшественника — рентгеновского телескопа Chandra.
IXPE (Imaging X-Ray Polarimetry Explorer) — это совместный проект NASA и космического агентства Италии. Это первый космический проект NASA, цель которого — изучение поляризации рентгеновских лучей от разных типов небесных тел. Информация о поляризации электромагнитного излучения позволяет изучить его источники, включая их геометрию и внутреннее строение.
Запуск IXPE состоялся 9 декабря 2021 года. Ракета Falcon 9 доставила телескоп на орбиту на высоте 600 километров над экватором. 15 декабря телескоп развернул «антенну» для фокусирования рентгеновских лучей в виде мачты длиной 3,7 метра с зеркалами скользящего падения. Ещё несколько недель потребовалось на проверку управления и юстировку телескопа. Поскольку рентгеновское излучение с квантами большой энергии плохо задерживается веществом, один из немногих способов его сфокусировать вместо линзы или зеркала телескопа — длинные трубы, на стенках которых установлены рентгеновские зеркала. Поэтому космические телескопы, работающие в рентгеновском или более жёстком гамма-диапазоне обычно имеют характерную форму с выделяющейся на картинках вытянутой «мачтой». Излучение от космических объектов попадает в трубу и проходит длинный путь к детекторам, отражаясь от немного изогнутых в форме параболоида или гиперболоида систем зеркал под маленьким углом к их поверхности. Космический аппарат имеет три идентичных телескопа с детекторами, чувствительными к поляризации рентгеновских лучей.
11 января телескоп IXPE начал наблюдения за своим первым научным объектом «Кассиопея A», или Cas A — остатками массивной звезды в нашей Галактике, которая взорвалась как сверхновая ≈350 лет назад. Расстояние до неё примерно 11 тысяч световых лет, а облако от взрыва в настоящее время имеет диаметр около 10 световых лет. В отличие от нескольких ярких событий взрывов Сверхновых в историческое время, вспышку новой звезды на небосводе в конце XVII века астрономы не заметили — во всяком случае, отсутствуют однозначные астрономические записи, которые можно сопоставить с таким событием. Возможно, вспышка была неяркой или незаметной, потому что звезда находилась слишком далеко, или на момент взрыва могла быть закрыта облаком межзвёздной пыли, блокирующей оптический диапазон. Иначе сложно объяснить, почему новая звезда в узнаваемом и видимом отовсюду в северном полушарии созвездии ускользнула от внимания астрономов в просвещённый XVII век. Есть предположения, что её всё же описал в 1680 году как звезду 6-й величины (то есть на пороге видимого обнаружения) английский астроном Джон Флемстид, тем более что позднее объект под названием 3 Cas (3 Cassiopeiae) из его известного звёздного каталога удивительным образом с небосвода исчез. А саму Кассиопею A впервые обнаружили в 1940-х годах сначала в радиодиапазоне, когда радиотелескопы только начали использовать для астрономических наблюдений.
IXPE исследует магнитное поле Cas A. Измерение поляризации рентгеновского излучения подобных далёких объектов — на сегодня единственный способ изучить структуру их магнитосферы. Кассиопея A была также первой научной целью рентгеновского телескопа Chandra, запущенного в 1999 году. Его снимки впервые позволили установить, что в центре остатка сверхновой Cas A находится некая компактная структура — это может быть нейтронная звезда или чёрная дыра, которые часто остаются после взрывов сверхновых. Однако ни этот предшественник IXPE, ни другие телескопы NASA не изучали поляризацию рентгеновских лучей, и телескоп, собирающий принципиально новую информацию о структуре излучения, позволит уточнить физические механизмы внутри Сверхновых.
