Sanatçının IXPE’nin Dünya yörüngesindeki temsili. Kredi bilgileri: NASA
Araştırmacılar, kozmik X-ışını kaynaklarının yeni ölçümlerini sağlayan bir görüntüleme X-ışını polarimetri misyonunu tanıtıyor.
İnsanlık, uzayın uçsuz bucaksız genişliğinde saklanan sırlardan uzun zamandır büyülenmiştir. 17. yüzyılda optik teleskopun icadıinci yüzyıl, insanların gece gökyüzünde sadece parıldayan noktalar olarak görünen yıldızları görmelerine izin verdi. Önümüzdeki dört yüzyıldaki bilimsel yenilikler sayesinde, astronomik nesnelere daha iyi bakmak ve hatta onları görünür spektrumun ötesindeki dalga boylarında incelemek için teleskopları uzaya fırlatabiliriz. Tarafından başlatılan Görüntüleme X-ışını Polarimetri Gezgini (IXPE) NASA 9 Aralık 2021, kozmosa yapılan böyle bir keşif gezisidir.
IXPE, İtalyan Uzay Ajansı (ASI) ile işbirliği içinde geliştirilen uzay tabanlı bir gözlemevidir. Her biri odak noktasında ışık polarizasyonuna duyarlı bir görüntüleme X-ışını dedektörüne sahip üç özdeş teleskop içerir. Bunlarla donatılan IXPE, pulsarlar, kara delikler ve nötron yıldızları gibi evrenimizdeki en parlak kozmik X-ışını kaynaklarından bazılarını keşfedebilir. 2 yıllık bir temel görevle IXPE, ilk yılında düzinelerce X-ışını kaynağını inceleyerek başlayacak ve bunu ikinci yılda seçilen hedeflerin daha ayrıntılı gözlemleri takip edecek.
Test sırasında açılmış sarılabilir bomlu IXPE. Bom, 4 metrelik bir odak uzaklığı sağlar ve ayna modülü düzeneklerinin her birini ilgili X-ray dedektör ünitesinin üzerine konumlandırır. Kredi: Top Havacılık
2017 yılında tasarlanan bu çok uluslu proje, misyonun farklı yönlerini gerçekleştirmek için bir araya gelen birçok uzay ajansının katılımıyla 2021 yılında gerçek oldu. Yakın zamanda yayınlanan bir makale, Astronomik Teleskoplar, Aletler ve Sistemler Dergisi IXPE’nin optik ve dedektörlerinin ayrıntılı bir tanımını ve görevin bilimsel hedeflerini sağlar.
IXPE, Kennedy Uzay Merkezi’nden yeniden kullanılabilir bir Falcon 9 roketiyle 600 km yükseklikte ekvator yörüngesine fırlatıldı. Bu yörünge, yüklü parçacık arka planını azaltmak, kaşifin ömrünü en üst düzeye çıkarmak ve birincil ve yedek yer istasyonlarına (sırasıyla Kenya ve Singapur) daha kolay düzenli veri indirmelerine izin vermek için seçildi. Gözlemevi, uzaydaki rotasını korumak için bir dizi 12 güneş sensörü, üç eksenli bir manyetometre ve iki yıldız izleyici kullanır.
IXPE Gözlemevi’nin, gözlemevi çevre testi sırasında bir titreşim masası üzerinde toplanmış konumda fotoğrafı. Kredi: Top Havacılık
IXPE gözlemevindeki her teleskop, bir ayna modülü düzeneği (MMA) içerir. MMA, X-ışınlarını polarizasyona duyarlı dedektör ünitelerine (DU’lar) odaklar. DU’lar ise zamanlama bilgisi ve polarizasyon hassasiyeti verileri sağlayarak enerji ve konum belirlemeye yardımcı olur. DU’lar tarafından toplanan bilgiler, verileri işleyen ve toprağa ileten dedektör hizmet birimine (DSU) iletilir. Doğru odak uzunluğunu sağlamak ve MMA’ları DU’lar ile hizalamak için fırlatmadan sonra hafif, kıvrılabilir bir bom yerleştirilir. Ek olarak, gemide aynaları dedektörlerle hizalamak için kullanılabilen bir uç-eğil-döndür mekanizması mevcuttur.
Hizalama ve kalibrasyonun ilk aşamalarından sonra IXPE, çeşitli kaynaklardan yüksek kaliteli polarizasyon verileri sağlayarak temel görevine başladı. İlk görüntüleme verileri Şubat ayında bildirildi. IXPE ekibi, en çarpıcı erken görüntülerin muhtemelen kabuk tipi süpernova kalıntılarından (radyasyonunun çoğunu şoklanmış bir malzeme kabuğundan yayan bir süpernova) geleceğini umuyor. IXPE’nin, dünyanın galaktik merkezi olan aktif galaksileri de görüntüleyebileceğine inanıyorlar. Samanyolu galaksi ve “blazars”, güçlü iyonize madde ve radyasyon jetleri yayan bir galaksi türü. Bu, fiziksel içgörüler elde etmek için özellikle ilgi çekici yeni kaynak türlerini keşfederek gözlemlerin kapsamını daha da ileri götürme fırsatı sağlayacaktır.
JATIS’in editör yardımcısı Megan Eckart, “Astrofizik topluluğu bu yeteneği dört gözle bekliyordu – IXPE, uzaydaki önceki X-ışını polarimetrelerinden daha yüksek hassasiyet dereceleri sağlayarak X-ışını gökyüzünde yeni bir pencere açıyor” dedi.
Bir bilim ve mühendislik harikası olan IXPE, birçok astronomik kaynak için X-ışını polarizasyonu hakkında ilk bilgileri sağlayacaktır. Son teknoloji teleskopları ve dedektörleri ile IXPE, evren hakkındaki bilgimizin ufkunu genişletme potansiyeline sahiptir.
Referans: Martin C. Weisskopf, Paolo Soffitta, Luca Baldini, Brian D. Ramsey, Stephen L. O’Dell, Roger W. Romani, Giorgio Matt, William D. Deininger, Wayne tarafından yazılan “Görüntüleme X-ışını Polarimetri Gezgini: ön lansman” H. Baumgartner, Ronaldo Bellazzini, Enrico Costa, Jeffery J. Kolodziejczak, Luca Latronico, Herman L. Marshall, Fabio Muleri, Stephen D. Bongiorno, Allyn Tennant, Niccolo Bucciantini, Michal Dovciak, Frédéric Marin, Alan Marscher, Juri Poutanen, Slane, Roberto Turolla, William Kalinowski, Alessandro Di Marco, Sergio Fabiani, Massimo Minuti, Fabio La Monaca, Michele Pinchera, John Rankin, Carmelo Sgrò, Alessio Trois, Fei Xie, Cheryl Alexander, D. Zachery Allen, Fabrizio Amici, Jason Andersen , Angelo Antonelli, Spencer Antoniak, Primo Attina, Mattia Barbanera, Matteo Bachetti , Randy M. Baggett, Jeff Bladt, Alessandro Brez, Raffaella Bonino, Christopher Boree, Fabio Borotto, Shawn Breeding, Daniele Brienza, H. Kyle Bygott, Ciro Caporale, Claudia Cardelli, Rita Carpentiero, Simone Castellano, Marco Castronuovo, Luca Cavalli, Elisabetta Cavazzuti, Marco Ceccanti, Mauro Centrone, Saverio Citraro, Fabio D’Amico, Elisa D’Alba, Laura Di Gesu, Ettore Del Monte, Kurtis L. Dietz, Niccolò Di Lalla, Giuseppe Di Persio , David Dolan, Immacolata Donnarumma, Yuri Evangelista, Kevin Ferrant, Riccardo Ferrazzoli, MacKenzie Ferrie, Joseph Footdale, Brent Forsyth, Michelle Foster, Benjamin Garelick, Shuichi Gunji, Eli Gurnee, Michael Head, Grant Hibbard, Samantha Johnson, Erik Kelly, Kiranmaye Kilaru, Carlo Lefevre, Shelley Le Roy, Pasqualino Loffredo, Paolo Lorenzi, Leonardo Lucchesi, Tyler Maddox, Guido Magazzu, Simone Maldera, Alberto Manfreda, Elio Mangraviti, Marco Marengo, Alessandra Marrocchesi, Francesco Massaro, David Mauger, Jeffery McEracken , Rondal Mize, Paolo Mereu, Scott Mitchell, Ikuyuki Mitsuishi, Alfredo Morbidini, Federico Mosti, Hikmat Nasimi, Barbara Negri, Michela Negro, Toan Nguyen, Isaac Nitschke, Alessio Nuti, Mitch Onizuka, Chiara Oppe disano, Leonardo Orsini, Darren Osborne, Richard Pacheco, Alessandro Paggi, Will Painter, Steven D. Pavelitz, Christina Pentz, Raffaele Piazzolla, Matteo Perri, Melissa Pesce-Rollins, Colin Peterson, Maura Pilia, Alessandro Profeti, Simonetta Puccetti, Jaganathan Ranganathan , Ajay Ratheesh, Lee Reedy, Noah Root, Alda Rubini, Stephanie Ruswick, Javier Sanchez, Paolo Sarra, Francesco Santoli, Emanuele Scalise, Andrea Sciortino, Christopher Schroeder, Tim Seek, Kalie Sosdian, Gloria Spandre, Chet O. Speegle, Toru Tamagawa , Marcello Tardiola, Antonino Tobia, Nicholas E. Thomas, Robert Valerie, Marco Vimercati, Amy L. Walden, Bruce Weddendorf, Jeffrey Wedmore, David Welch, Davide Zanetti ve Francesco Zanetti, 14 Nisan 2022, Astronomik Teleskoplar, Aletler ve Sistemler Dergisi.
DOI: 10.1117/1.JATIS.8.2.026002