Учёные впервые обнаружили красное и синее смещение рентгеновских фотонов, обусловленные не движением источника, а орбитальным перемещением самого телескопа XRISM вокруг Земли. По данным наблюдений молекулярных облаков в центре Млечного Пути анализ четырёх сессий дал свидетельства красного смещения на уровне 95%. Авторы отмечают, что эффект в начале казался слишком слабым, чтобы быть заметным, и требовал статистического подхода к большим пакетам фотонов. Источник подтверждения — блоки 0, 5 и 7.

Причина феномена известна из физики: энергия и частота света зависят от относительного движения наблюдателя и источника. XRISM completes орбиту вокруг Земли за примерно 90 минут, во время которой телескоп периодически приближается к источнику, а затем удаляется. В результате в одном сегменте орбиты рентгеновские фотоны приходят с чуть большей энергией, а в другом — с чуть меньшей. Максимальная ожидаемая скорость такого эффекта для выбранных обзоров достигает около 15 км/с. Источник подтверждения — блок 1.

Учёные заметили эффект на узкой линии железа с энергией около 6,4 кэВ. По их расчётам изменение энергии одного фотона из-за орбитального движения XRISM составляет примерно 0,14 эВ — меньше энергетического разрешения прибора. Однако за счёт разделения фотонов по фазам орбиты можно сравнивать спектры и выявлять смещение линии: красное смещение — при движении от источника, синее — при движении к нему. Источник подтверждения — блок 2.

Для выделения сигнала исследователи разработали алгоритм, восстанавливающий орбитальный период непосредственно из временного ряда наблюдений. Поскольку XRISM периодически оказывается скрытым за земной линией тени, в рентгеновском потоке образуются почти 90-минутные провалы. По известному времени этих провалов данные разбивали на участки орбиты и отдельно определяли красное смещение линии железа для движения от источника и к нему. В одном наблюдении разница скоростей составила 24 ± 19 км/с. Источник подтверждения — блок 4.

Дальше учёные применили аналогичный подход к трём дополнительным наблюдениям молекулярных облаков в районе центра галактики. Во всех четырёх случаях разница в смещении оказалась заметной и в среднем составила 28 км/с, тогда как для ожидания движения XRISM в направлении выбранных источников предлагалось около 14,7 км/с. Статистическая проверка дала p = 0,0084, что позволяет отвергнуть гипотезу об отсутствии орбитальной модуляции на уровне 5%. При этом авторы подчёркивают возможность неизвестного инструментального систематического эффекта. Источник подтверждения — блок 5.

Дополнительно проверили возможные причинно-инструментальные источники периодического сдвига — изменение температуры детектора, зависимость энергетической шкалы от счётной скорости и калибровочные ошибки — и не нашли убедительного объяснения наблюдаемого эффекта. Результат подчеркивает, что для XRISM на текущем уровне разрешения орбитальный сдвиг пока не коррегируется отдельно для каждого фотона. В будущем же более совершенные спектрометры смогут различать меньшие изменения энергии, а положение и скорость телескопа возможно учитывать при обработке каждого снимка. Авторы предлагают включать такую информацию в стандартные файлы рентгеновских наблюдений, чтобы будущие инструменты не путали собственное движение аппарата с свойствами источников. Источник подтверждения — блок 7.