Bir sonraki büyük X-ray görevi başlatılacak

X-Ray Görüntüleme ve Spektroskopi Misyonu (XRISM), evrendeki en enerjik nesneleri ve olayları gözlemlemek üzere 7 Eylül 2023’te fırlatılmaya hazır. Bunu yaparken evrenin evrimini ve uzay-zamanın yapısını ortaya çıkaracak.

XRISM, ESA’nın önemli katılımıyla Japonya Havacılık ve Uzay Araştırma Ajansı (JAXA) ile NASA arasındaki bir işbirliğidir. Lansman, JAXA’nın YouTube kanalında Japonca ve İngilizce olarak canlı olarak yayınlanacak.

Donanım ve bilimsel tavsiye sağlama karşılığında ESA’ya, XRISM’in mevcut gözlem süresinin %8’i tahsis edilecek. Bu, Avrupalı ​​bilim adamlarının X-ışını ışığında gözlem yapmak için göksel kaynakları önermelerine ve astronominin bu alanında atılımlar yapmalarına olanak tanıyacak.

“X-ışını astronomisi, evrendeki en enerjik olguları incelememize olanak sağlıyor. Modern astrofizikteki önemli soruları yanıtlamanın anahtarını elinde tutuyor: Evrendeki en büyük yapıların nasıl geliştiği, sonuçta bizi oluşturan maddenin nasıl dağıldığı. XRISM için ESA proje bilimcisi Matteo Guainazzi, “kozmos ve galaksilerin merkezlerindeki devasa kara delikler tarafından nasıl şekillendirildiği” diyor.

“XRISM, ESA’nın diğer X-ışını misyonları arasında değerli bir köprü olacak: uzayda geçirdiği 24 yılın ardından hala gücünü koruyan XMM-Newton ve 2030’ların sonlarında fırlatılması planlanan Athena.”

Sıcak ve enerjik evreni ortaya çıkarmak

Gökyüzüne baktığımızda yıldızları ve galaksileri görüyoruz, ancak bunlar bize evrenin işleyişi hakkında nispeten az şey anlatıyor. Gözlerimiz tarafından görülemeyen, içlerinde ve aralarında bulunan X-ışını yayan gaz çok daha fazlasını ortaya çıkarabilir.

X-ışınları evrenin en enerjik patlamalarında ve en sıcak yerlerinde salınır. Buna evrenin en büyük yapı taşlarını, yani galaksi kümelerini saran süper sıcak gaz da dahildir. JAXA, gökbilimcilerin bu sistemlerin toplam kütlesini ölçmesine yardımcı olmak amacıyla bu gazdan gelen X-ışını ışığını tespit edecek XRISM’i tasarladı. Bu, evrenin oluşumu ve evrimi hakkında bilgileri ortaya çıkaracaktır.

XRISM’in galaksi kümelerine ilişkin gözlemleri aynı zamanda evrenin kimyasal elementleri nasıl ürettiği ve dağıttığı konusunda da fikir verecek. Kümelerdeki sıcak gaz, evrenin tarihi boyunca yıldızların doğum ve ölümünün bir kalıntısıdır. XRISM, gazın yaydığı X ışınlarını inceleyerek gazın hangi ‘metalleri’ (hidrojen ve helyumdan daha ağır elementler) içerdiğini keşfedecek ve evrenin bunlarla nasıl zenginleştiğinin haritasını çıkaracak.

Bu arada XRISM, temel fiziğe giriş yapmak için bireysel X-ışını yayan nesnelere daha yakından bakacak. Görev, bazı galaksilerin merkezlerinde yer alan aktif süper kütleli kara delikler gibi inanılmaz derecede yoğun nesnelerden gelen X-ışını ışığını ölçecek; bu, nesnelerin çevreleyen uzay-zamanı nasıl büktüğünü ve ışık hızına yakın hızlarda fırlatılan parçacıkların ‘rüzgarları’ yoluyla ev sahibi galaksileri ne ölçüde etkilediklerini anlamamıza yardımcı olacaktır.

Küresel çabaya Avrupa’nın katkıları

Matteo, “ESA ve Avrupa topluluğunun JAXA’nın yüksek enerjili uzay teleskoplarına katılım geçmişi var” diye açıklıyor. “Bu ortaklığı XRISM aracılığıyla sürdürmek, her iki uzay ajansına da çok büyük faydalar sağlayacak.”

Avrupa’nın yüksek enerjili astronomi topluluğu oldukça niteliklidir. Üyeler, XRISM’in bilimsel hedeflerinin belirlenmesinde yer aldılar ve JAXA tarafından, bilim gözlem programı başlamadan önce misyonun performansını kontrol etmek için gözlemleyeceği ‘test’ kozmik nesnelerin çoğunu seçmekle görevlendirildiler.

Bu bilimsel katkının yanı sıra JAXA, görevin başarısı için hayati önem taşıyan birçok donanımın sağlanması konusunda Avrupa’ya güvendi. ESA, XRISM’in her zaman nereye işaret ettiğini bilmesini sağlamak için uzayda kanıtlanmış bir optik teleskop ve Dünya’nın manyetik alanını birlikte algılayacak ve uzay aracını buna göre yönlendirecek iki ayrı cihaz sağladı.

Avrupa aynı zamanda XRISM’in gelen X-ışını fotonlarının enerjisini ölçecek yeni Resolve cihazına da katkıda bulundu. Bu, gökbilimcilerin sıcak X-ışını yayan gazın sıcaklığını ve hareketini benzeri görülmemiş bir doğrulukla hesaplamalarına olanak tanıyacak. Resolve, ESA’nın çok benzer bir aracı uçuracak olan gelecekteki Athena misyonu için bilimsel ve teknolojik bir yol göstericidir.

Resolve’un dedektörünü soğuk tutmak (mutlak sıfırın sadece bir derecenin üzerinde) hayati öneme sahiptir; Avrupa endüstrisi bu önemli görevi yerine getirecek ‘döngü ısı borularını’ sağladı. Hollanda’daki SRON, cihazın altı filtreli çarkını sağladı; her filtre farklı bir amaca hizmet edecek şekilde cihazın üzerine yerleştirilebilir. İsviçre’deki Cenevre Üniversitesi filtre tekerleği için elektronik geliştirdi.