Астрофизики очистили рентгеновские снимки космоса от помех Солнца

Астрофизики из Института Макса Планка впервые разделили рентгеновское излучение Солнечной системы и сигналы дальнего космоса. С помощью телескопа eROSITA ученые отфильтровали «шум» солнечного ветра, который десятилетиями мешал изучать структуру Вселенной. Это открытие позволяет увидеть истинный облик мягкого рентгеновского неба без искажений.

Проблема заключалась в эффекте SWCX — обмене зарядами между ионами солнечного ветра и нейтральными атомами. Когда тяжелые частицы вроде углерода или кислорода сталкиваются с атомами земной атмосферы, возникает мягкое рентгеновское свечение. Этот фоновый сигнал десятилетиями «засвечивал» данные, мешая точно оценить состояние Местного горячего пузыря — области плазмы, в которой находится наша система. Из-за этого ученые получали искаженные сведения и о более далеких объектах, включая скопления галактик, чье излучение критически важно для космологических моделей.

Решить задачу помогли данные телескопа SRG/eROSITA, который работает в точке Лагранжа L2. Находясь в полутора миллионах километров от Земли, обсерватория избавлена от влияния локального свечения атмосферы. Исследователи проанализировали четыре полных обзора неба, сделанных в период с 2019 по 2021 год. Сравнение снимков, полученных во время минимума и начала роста солнечной активности, позволило математически вычислить и «вычесть» гелиосферную компоненту из общей картины.

Анализ очищенных данных подтвердил существование «полярных дыр» — зон со сверхнизким излучением, которые исчезают по мере усиления активности Солнца. Кроме того, ученые обнаружили аномальное усиление сигнала вблизи земной орбиты. Оно оказалось связано с гелиевым фокусирующим конусом: гравитация Солнца искривляет поток межзвездного газа, создавая плотную струю атомов гелия. Это явление предсказали еще в 1970-х годах, но только сейчас его удалось зафиксировать напрямую. Теперь то, что раньше считалось помехой, станет инструментом для изучения состава солнечного ветра и его границ.