NASA lanserer røntgen teleskop på lydende rakett for å studere stjernevrak

Bokåpner: Darlah - 172 timer på månen (Juni 2019).

Anonim

NASA lanserte et prototype teleskop og instrument for å observere røntgenstrålene fra Cassiopeia A, det ekspanderende stjernens ekspanderende rusk. Mikrokalkorimeter X-ray Imaging Rocket (Micro-X) med høy oppløsning, startet 22. juli ombord på et sub-orbitalt lanseringsbil, kalt et lydende rakett og testet sin detektorteknologi.

"Flytiden til et lydende rakett er kort sammenlignet med banebrytende satellitter, så du må få så mye lys som mulig for å gjøre den vitenskapen du vil ha, " sa hovedforsker Enectali Figueroa-Feliciano, en lektor i fysikk ved Nordvestuniversitetet i Evanston, Illinois. "Det er bare et par røntgenkilder i himmelen som er lyse nok for de få minuttene observasjonstiden slike fly gir oss, og Cassiopeia A er en av de lyseste. Vårt studium vil bygge videre på dagens kunnskap om supernovarester, hvordan de eksploderte og utviklet seg, og vi vil få ny innsikt i Cassiopeia A.'s historie. "

Lansert fra US Army's White Sands Missile Range i New Mexico, økte Micro-X til en høyde på 100 miles (160 kilometer), som ble forespurt for å oppdage røntgenstråler som absorberes av jordens atmosfære - og observerte resten for de neste fem minuttene. På toppunktet nådde Micro-X en høyde på 167 miles (270 kilometer).

Oppdraget inneholder den første gruppen av overgangskant-sensor-røntgenmikrokalorimetre for å fly inn i rommet. Disse sensorene fungerer som svært følsomme termometre og lager ideelle detektorer for et røntgen teleskop.

Mikrokalorimetern består av tre hoveddeler: en absorber som tar lys og omdanner den til varme, en termistor som endrer sin egen motstand på grunn av endring av temperatur og en kjøleboks som avkjøler mikrokalorimeteret ned igjen.

For Micro-X kjøler kjøleskapet detektoren til ca. 459 grader under null Fahrenheit (0, 075 grader Celsius over absolutt null), eller nesten minimumstemperaturen mulig. Når instrumentet registrerer røntgenstråler, blir lysets energi omgjort til varme. Dette medfører en liten temperaturstigning, og får kjøleskapet til å kjøle detektoren tilbake til sin opprinnelige temperatur. Energien til hver røntgenstråle kan bestemmes av temperaturendringen.

Et av de mange spørsmålene som forskere er interessert i å bruke dataene til å svare, er hvorvidt temperaturene på gassene som kastes ut fra stjernens eksplosjon, er de samme for jern og silisium, to elementer som tidligere ble målt av NASAs Chandra røntgenstasjon. En slik analyse var ikke mulig med Chandra spektrometre.

"Med Chandra overlapper forskjellige regioner av supernova-restanten i spektrometeret, " sier F. Scott Porter, en astrofysiker ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, som deltar i oppdraget. "Micro-X er annerledes fordi det kan ta hver eneste foton i sitt synsfelt, fortelle nøyaktig energi og lage et spektrum."

Informasjonen som samles inn av Micro-X vil også bli brukt til å svare på spørsmålet om hvor mye oksygen som ligger i Cassiopeia A, lage en undersøkelse av de forskjellige andre elementene i restanten og måle hastigheten til den ringlignende ejecta fra eksploderte stjernen.

Et aspekt av forskning som ikke var mulig før Micro-X var måling av svake spektrale linjer. Disse observasjonene vil nå fortelle forskere hvilke gasser som er til stede, så vel som deres fart og retning. Dette er mulig fordi lys fra kilder som beveger seg mot eller vekk fra oss, forårsaker et skifte i bølgelengde, avhengig av deres fart, et fenomen som kalles Doppler-skiftet.

Både oppdraget til Micro-X og bruken av overgangssensorer vil fortsette i fremtiden. Mikro-X-teamet planlegger å rette oppmerksomheten mot andre kosmiske objekter. "I fremtiden kan vi se på andre kilder som andre supernovarester eller klynger av galakser, " sa Figueroa-Feliciano. "Vi har selv tenkt på å bruke denne typen rakett for å se etter mørkt materiale."

Overgangskant sensorer vil også bli innlemmet i kommende orbital oppdrag. ESAs (European Space Agency) Advanced Telescope for High Energy Astrophysics (ATHENA), planlagt for lansering i begynnelsen av 2030-tallet, vil drive en rekkevidde på rundt 5000 piksler, nesten 40 ganger størrelsen på Micro-Xs 128-pixel detektor. ATHENA vil studere varme gassstrukturer - som for eksempel grupper av galakser - og gjennomføre en telling av svarte hull.

menu
menu