Астрономы впервые отделили излучение Солнечной системы от фонового сигнала дальнего космоса

Астрофизики из Института внеземной физики им. Макса Планка (MPE) совершили прорыв, научившись математически отделять локальное рентгеновское свечение Солнечной системы от излучения глубокого космоса. Этот успех позволил получить максимально четкую картину мягкого рентгеновского неба (диапазон ниже 1 кэВ), которая до этого момента была скрыта за плотной «вуалью» помех.

Речь идет о явлении перезарядки солнечного ветра (SWCX). Оно возникает, когда высокоэнергетические ионы солнечного ветра (например, углерод или кислород) сталкиваются с нейтральными частицами в околоземном пространстве и «крадут» у них электроны, испуская при этом рентгеновские фотоны. Этот фоновый шум долгие годы искажал результаты наблюдений диффузного излучения Вселенной.

Ранее этот фактор серьезно затруднял изучение важных астрономических объектов, таких как «Местный горячий пузырь» — область разреженной плазмы, окружающей наше Солнце. Погрешности из-за SWCX также мешали исследователям анализировать периферийные зоны галактических скоплений, критически важные для построения точных космологических моделей.

Ключом к решению проблемы стали уникальные возможности обсерватории SRG/eROSITA. Расположившись в точке Лагранжа L2, в 1,5 миллионах километров от Земли, телескоп оказался вне досягаемости интенсивных околоземных помех, которые неизбежно «ослепляли» орбитальные обсерватории.

Команда под руководством Конрада Деннерла проанализировала четыре полных обзора неба, выполненных eROSITA с 2019 по 2021 год. Охват периода от солнечного минимума до фазы роста активности позволил ученым выявить динамику гелиосферного излучения. Сопоставив данные, исследователи успешно выделили «гелиосферный компонент» и отсекли его от истинных сигналов из дальнего космоса.

Результаты показали, что рентгеновский фон Солнечной системы сильно зависит от циклов активности светила: во время минимума излучение сконцентрировано у экватора, но с ростом солнечной активности оно становится более интенсивным и охватывает полярные области. Также подтвердилось существование так называемой «полярной дыры» — зоны пониженной светимости, характерной для периода спокойного Солнца.

В процессе работы обнаружилась и любопытная аномалия: локальный источник рентгеновского усиления в окрестностях земной орбиты, который не совершал вращения вокруг Солнца. Выяснилось, что его порождает «фокусирующий гелиевый конус» — поток межзвездного газа, концентрирующийся под воздействием солнечной гравитации. Существование этого потока было предсказано теоретически еще в 70-е годы прошлого века.

Данное исследование знаменует собой качественный скачок в рентгеновской астрономии. То, что раньше считалось досадной помехой, теперь стало полноценным инструментом для изучения солнечного ветра и процессов его взаимодействия с межзвездной средой. Очистка данных от шумов SWCX — это необходимый шаг для глубокого понимания структуры диффузного рентгеновского излучения нашей Вселенной.

Источник: iXBT