Космическая рентгеновская обсерватория XRISM, созданная в результате сотрудничества Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA), NASA и Европейского космического агентства (ESA), совершила значительное открытие. С помощью её высокоточного рентгеновского спектрометра Resolve ученые впервые достоверно обнаружили следы хлора и калия в остатке сверхновой Кассиопея A.
Кассиопея A находится в одноименном созвездии на расстоянии примерно 11 000 световых лет от Земли. Это остатки звезды, взорвавшейся более 340 лет назад. В декабре 2023 года обсерватория XRISM дважды наблюдала этот объект и зафиксировала необычно высокое содержание хлора и калия. Данные также показали возможный сигнал от фосфора, который ранее уже наблюдался инфракрасными инструментами.
Это открытие важно не только для изучения эволюции сверхновых, но и для понимания того, где формируются элементы, необходимые для жизни, такие как хлор и калий. По словам исследователей, эти элементы сосредоточены в двух противоположных регионах остатка сверхновой, что указывает на асимметричный характер взрыва.
Обсерватория XRISM, запущенная 6 сентября 2023 года с космодрома Танэгасима, предназначена для изучения Вселенной в высокоэнергетическом диапазоне. На её борту находятся два основных прибора: спектрометр Resolve, способный измерять энергию рентгеновских фотонов с беспрецедентным разрешением, и формирователь изображений Xtend. Именно уникальная чувствительность спектрометра Resolve, работающего в диапазоне 0.3–12 кэВ с энергетическим разрешением порядка 5–7 эВ, сделала возможным обнаружение редких элементов в Кассиопее A, тогда как прежние инструменты могли идентифицировать лишь самые распространенные из них, такие, как железо или кремний.
Обнаружение хлора и калия имеет серьезные астробиологические последствия. Эти элементы играют ключевую роль в биологических и химических процессах на Земле. Их присутствие в остатке сверхновой свидетельствует о том, что фундаментальные для жизни элементы могут производиться и рассеиваться в космосе уже во время звездного взрыва. Асимметричное распределение найденных элементов говорит о сложных турбулентных процессах и перемешивании слоев внутри звезды перед взрывом.
Таким образом, открытие, сделанное с помощью XRISM, открывает новые перспективы не только для понимания эволюции звезд и сверхновых, но и для изучения химических истоков вещества, из которого состоят планеты и сама жизнь.
Результаты исследования были опубликованы 4 декабря в журнале Nature Astronomy.