RXTE — орбитальная рентгеновская обсерватория. Предназначена для изучения временных и широкополосных (энергетический диапазон 3-250 кэВ) спектральных характеристик астрофизических систем с компактными объектами — черными дырами, нейтронными звездами и белыми карликами. Основным преимуществом обсерватории RXTE над всеми другими существовавшими и существующими орбитальными обсерваториями является большая собирающая площадь его основного спектрометра PCA (около 6,5 тыс. кв.см. на энергии 6 кэВ), Временн\'ое разрешение спектрометров обсерватории ~1 микросекунда.

Обсерватория была названа в честь одного из пионеров рентгеновской астрономии — Бруно Росси.

Научные приборы обсерватории

Спектрометр PCA (Proportional Counter Array)

Спектрометр представляет комплекс из пяти одинаковых газовых детекторов, заполненных смесью ксенона и аргона, помещенных под коллиматор с полем зрения примерно 1 градус. Каждый детектор имеет антисовпадательную защиту. Эффективный рабочий диапазон детекторов — 3-30 кэВ. Верхний слой антисовпадательной защиты, которыи используется в основном для отфильтрации заряженных электронов может быть использован для регистрации фотонов энергии 1-3 кэВ. Спектрометр произведен в Центре Аэрокосмических полетов им Годдарда.^[1]

Спектрометр HEXTE (High Energy X-ray Timing Experiment)

Спектрометр представляет собой комплекс из 8 одинаковых твердотельных детекторов, сделанных по схеме фосвич (NaI (Tl)/CsI(Na)), помещенных под коллиматор размером приблизительно 1 градус. Ввиду значительного превышения инструментального фона детектора HEXTE над практически любым астрофизических сигналом при наблюдении спектрометром HEXTE необходимо максимально точно учесть вклад этого инструментального фона. Для этого детекторы объединены в так называемые «кластеры», которые размещены на поворотных платформах и поочередно наблюдают астрофизический объект и площадку на небе рядом с ним (так называемые «качающиеся» наблюдения). Спектрометр произведен в Калифорнийском университете г. Сан Диего.^[2]

Монитор всего неба ASM

ASM предназначен для долговременного мониторирования потоков различных астрофизических объектов. Прибор имеет 3 независимых модуля, которые совместно покрывают около 70 % неба в каждый момент времени. Угловое разрешение прибора обеспечивается принципом модулирующего коллиматора. Рабочий диапазон АСМ 1-12 кэВ. Прибор сделан в Массачусетском Технологическом Институте.^[3]

Основные результаты

За более чем 12 лет продолжающейся успешной работы на орбите был получен большой массив данных о временных и спектральных характеристиках астрофизических объектов, который позволил серьезно продвинуть понимание физики аккреции на компактные объекты, механизмы формирования излучения вокруг них. Кроме того, ввиду чрезвычайно успешного моделирования инструментального фона детектора RXTE/PCA удалось решить ряд задач, для которых обсерватория RХТЕ изначально не предназначалась (построение карт).

В частности, необходимо упомянуть следующие важнейшие результаты:

• Открыты квазипериодические осцилляции рентгеновского потока аккрецирующих нейтронных звезд на частотах до кГц.

• Открыты когерентные осцилляции потока во время термоядерных взрывов на поверхности нейтронных звезд, возникающие из-за отсутствия абсолютной симметрии при взрывах. Это позволило определить частоты обращения аккрецирующих нейтронных звезд (от ~40 до ~600 Гц)

• Открыты аккрецирующие миллисекундные пульсары — астрофизические объекты, давно предсказанные теорией эволюции двойных систем, но долгое время остававшиеся неизвестными.

• Получены высококачественные широкополосные спектры большого количества астрофизических объектов, Фактически в диапазоне энергий 3-150 кэВ библиотека широкополосных спектров обсерватории RXTE имеет наилучшие статистические качества в настоящее время.
• Среди большого набора широкополосных спектров, полученных RXTE стоит отдельно отметить уникальные спектры аккрецирующих пульсаров, в которых присутствуют до 4х линий поглощения. Наиболее широко принятая гипотеза их формирования — поглощение фотонов, сформированных у поверхности нейтронной звезды, на электронах, находящихся на дискретных уровнях Ландау в сильном (1e12 Гс) магнитном поле нейтронной звезды (так называемые циклотронные линии поглощения).

Ввиду очень высокого качества модели инструментального фона детектора RXTE/PCA, разработанной в Аэрокосмическом Центра им Годдарда, при помощи сканирующих наблюдений PCA и наблюдений, проведенных во время перенаведений от одного объекта к другому, удалось:

• Построить карту всего неба в диапазоне 3-20 кэВ, являющуюся на сегодняшний день наиболее чувствительной картой всего неба в этом спектральном диапазоне
• На основании этой карты провести подсчет источников различных классов в нашей Галактике и в ближайшей Вселенной.

• Проводить (продолжается и в настоящее время) мониторинг области галактического центра и центральной части галактической плоскости с беспрецедентной чувствительностью ^[6]
• Построить карту неразрешенного излучения галактической плоскости (так называемого Галактического Хребта) и решить проблему его возникновения ^[7]

К настоящему времени опубликовано более 3000 статей по данным РХТЕ. Результаты обсерватории РХТЕ упоминаются в более 25 тыс. научных статей.

Ссылки

• Официальный сайт обсерватории RXTE в Центре им. Годдарда

Примечания