NASA ve JAXA’nın ortak misyonu olan XRISM (X-ışını Görüntüleme ve Spektroskopi Misyonu) gözlemevi, 6 Eylül 2023’te Dünya yörüngesindeki operasyonuna başarıyla başladı. Bilim operasyonları daha sonra başlayacak olsa da, görev ekibi yakın zamanda teleskopla sağlanan birkaç “ilk ışık” görüntüsünü yayınladı.
Tamamlanmak üzere olan mevcut X-ışını gözlemevleri XMM Newton ve Chandra’nın yakında değiştirilmesi gerekecek. İşlevlerini devralacak olan Avrupa gözlemevi ATHENA’nın 2035 yılına kadar faaliyete geçmesi planlanmıyor, bu da X-ışını kapsama alanında geçici bir boşluğa yol açacak. Japonya’nın Hitomi Gözlemevi eskiyen gözlemevlerinin yerini almak üzere tasarlandı, ancak fırlatıldıktan birkaç hafta sonra bozuldu.
XRISM misyonu geçici bir çözüm olarak tasarlandı ancak oldukça güçlü ve değerli bilimsel veriler sağlayacak. NASA’nın XRISM baş araştırmacısı Richard Kelly’ye göre XRISM, bilim camiasına daha önce keşfedilmemiş X-ışını kaynaklarına bakma fırsatı sağlayacak. Astrofizikçiler X-ışını görüntüleri elde edebilecek ve X-ışını kaynaklarının bileşimini, hareketini ve fiziksel özelliklerini inceleyebilecekler. XRISM teleskopunun sağladığı ilk görüntüler zaten onun yüksek gücünü gösteriyor.
XRISM iki araçla donatılmıştır: Resolve ve Xtend. Resolve, mutlak sıfırın hemen üzerinde çalışan bir mikrokalorimetre spektrometresidir: Bir foton ona çarptığında, dedektörü enerjisiyle ilişkili olarak belirli bir miktarda ısıtır. Xtend, Hitomi Gözlemevi’ndeki önceki modele göre daha yüksek çözünürlüklü bir CCD X-ışını kamerasıdır.
İlk XRISM görüntüsü, Büyük Macellan Bulutu’ndaki N132D süpernova kalıntısını gösteriyor. Kalıntı optik aralıkta neredeyse görünmez, ancak X-ışını aralığında parlaktır. XRISM, N132D’nin şimdiye kadarki en ayrıntılı X-ışını spektrumunu sağladı. Bu kalıntının öncü yıldızı Güneş’ten 15 kat daha büyüktü ve hidrojen rezervlerini tüketerek bir süpernova patlamasına neden oldu. Süpernova kalıntısı şu anda yaklaşık 3000 yaşında ve genişlemeye devam ediyor. Bu, ağır elementlerin galaksi boyunca yayılmasına, yıldızlararası ortamın ısınmasına ve kozmik ışınların hızlanmasına yol açar. Bu süreçten kaynaklanan şok dalgaları yakındaki gazı sıkıştırabilir ve yeni yıldızların oluşumunu teşvik edebilir.
NASA’daki XRISM proje bilimcisi Brian Williams, bu ağır elementlerin orijinal yıldızda yaratıldığını ve patlamasından sonra dağıldığını, böylece gökbilimcilerin yalnızca çeşitli elementlerin bolluğunu belirlemekle kalmayıp aynı zamanda sıcaklıklarını, yoğunluklarını ve hareket yönlerini benzeri görülmemiş bir hassasiyetle incelemelerine olanak tanıdığını açıklıyor. . Bu veriler öncü yıldız ve patlamanın kendisi hakkında değerli bilgiler sağlayabilir.
Astrofizikteki önemli görevlerden biri nesnelerin kimyasal bileşimini ölçmektir ve bu XRISM beklentileri aşmıştır. NASA Goddard Lilian Reichental’daki XRISM proje yöneticisi, kurulum sürecinin başlarında bile Resolve’nin 7 elektron volt hedefini aşan 5 elektron voltluk bir spektral çözünürlük gösterdiğini bildirdi. Bu, bu teleskopun daha ayrıntılı kimyasal haritalar sağlayacağı anlamına geliyor.
Xtend X-ray kamerası gözlemlerde önemli bir rol oynuyor çünkü geniş görüş alanı dolunay boyutundan %60 daha büyük bir alanı kapsamasına olanak tanıyor. Bilim ekibi, bize en yakın olan ve sıklıkla incelenen gökada kümesi Abell 2319’un X-ışını görüntüsünü yayınladı. Mor renk, yıldızların milyarlarca yıllık evrimi ve ölümünden kalan gazı temsil ediyor. XRISM, özellikle astronomide “metal” olarak adlandırılan hidrojen ve helyumdan daha ağır elementler olmak üzere hangi elementlerin mevcut olduğunu ve ne kadar bol olduğunu belirleyecek. Bu gözlemler, Evrenin 13 milyar yılı aşkın tarihi boyunca metaller açısından nasıl zenginleştiğine dair anlayışımızı genişletmeye yardımcı olacak.
Gökbilimciler, Chandra Gözlemevi’ni kullanarak Abell 2319 gökada kümesini zaten incelediler ve çeşitli altyapıları keşfettiler. Daha soğuk ve daha sıcak gaz kütleleri arasındaki soğuk cepheleri ve bu cephelerin içindeki daha ince alt yapıları keşfettiler. Bu, galaksi birleşme süreçlerini ve aktif galaktik küme çekirdekleriyle etkileşimi gösterir. Abell 2319 şu anda birleşme sürecinde ve Chandra’dan daha güçlü bir enstrüman olan XRISM, bu süreç hakkında daha da fazla ayrıntıyı ortaya çıkaracak.
Ancak başarısına rağmen XRISM ilk sorunuyla karşılaştı. Fırlatma öncesinde Resolve dedektörünü koruyan açıklık güvenlik kapısı açılmadı. Bu, enerjileri 1700 elektron voltun altındaki fotonların dedektöre ulaşamayacağı anlamına gelir. XRISM personeli kapıyı açmak için birkaç girişimde bulundu ancak şu ana kadar başarısız oldu. Kapalı kalması durumunda teleskop, 300 elektron volt enerjiye sahip fotonları bile ölçecek şekilde tasarlanmış olmasına rağmen, enerjileri 1700 elektron voltun altındaki fotonları tespit edemeyecektir. Ancak bu sorun Xtend kamerayı etkilemiyor ve XRISM ekibi sorunu çözmek için çalışmaya devam ediyor.