X-ışınlarının ‘gökkuşağını’ incelemek için yeni XRISM uydu görevi

XRISM (X-ışını Görüntüleme ve Spektroskopi Misyonu, “kriz” olarak telaffuz edilir) adlı yeni bir uydu, yüksek enerjili ışığı bir X-ışını gökkuşağına eşdeğer bir şekilde ayırmayı hedefliyor. JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) liderliğindeki misyon, bunu Resolve adlı bir araç kullanarak yapacak.

XRISM’in 25 Ağustos 2023’te (Japonya’da 26 Ağustos) Japonya’nın Tanegashima Uzay Merkezi’nden fırlatılması planlanıyor.

NASA’nın Greenbelt’teki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde NASA’nın XRISM baş araştırmacısı Richard Kelley, “Resolve bize kara delikler, galaksi kümeleri ve yıldız patlamalarının sonrasını içeren evrenin en enerjik nesnelerinden bazılarına yeni bir bakış sağlayacak” dedi. Maryland. “Nasıl davrandıkları ve görevin fırlatıldıktan sonra topladığı verileri kullanarak ne yaptıkları hakkında daha fazla şey öğreneceğiz.”

Resolve, NASA ve JAXA arasındaki bir X-ışını mikrokalorimetre spektrometresi enstrüman işbirliğidir. Bir X-ışını 6’ya 6 piksel dedektörüne çarptığında oluşan küçük sıcaklık değişikliklerini ölçer. Bu küçük artışı ölçmek ve X-ışınının enerjisini belirlemek için, dedektörün eksi 460 Fahrenheit (eksi 270 Santigrat) sıcaklığa, yani mutlak sıfırın sadece bir derece üzerinde soğuması gerekir.

Cihaz, buzdolabı boyutunda bir sıvı helyum kabı içinde çok aşamalı bir mekanik soğutma işleminden sonra çalışma sıcaklığına ulaşır.

Resolve, kozmik bir kaynaktan binlerce hatta milyonlarca X-ışını toplayarak nesnenin yüksek çözünürlüklü spektrumlarını ölçebilir. Spektrumlar, bir enerji aralığında ışığın yoğunluğunun ölçümleridir. Prizmalar, görünür ışığı gökkuşağının renkleri olarak daha iyi bildiğimiz farklı enerjilerine yayar. Bilim adamları, atomlar veya moleküller enerji emdiğinde veya yaydığında ortaya çıkan spektral çizgileri aramak için erken spektrometrelerde prizmalar kullandılar.

Artık gökbilimciler, kozmik nesnelerin fiziksel durumları, hareketleri ve bileşimleri hakkında bilgi edinmek için her tür ışığa ayarlanmış spektrometreler kullanıyor. Resolve, bir spektrum oluşturmak için ayrı ayrı X ışınlarının enerjilerini ölçerek, enerjileri 400 ila 12.000 elektron volt arasında değişen X ışınları için spektroskopi yapacaktır. (Karşılaştırma için, görünür ışık enerjileri yaklaşık 2 ila 3 elektron volt arasındadır.)

NASA’nın Goddard’daki XRISM proje bilimcisi Brian Williams, “XRISM’in topladığı spektrum, gözlemleyeceğimiz bazı fenomenler için şimdiye kadar gördüğümüz en ayrıntılı spektrum olacak” dedi. “Görev bize, nötron yıldızlarının iç yapıları ve aktif galaksilerdeki karadeliklerden güç alan ışık hızına yakın parçacık jetleri gibi incelenmesi en zor yerlerden bazılarına dair içgörü sağlayacak.”

Görevin JAXA tarafından geliştirilen diğer aracının adı Xtend. Dolunay’ın ortalama görünür boyutundan yaklaşık %60 daha büyük bir alanı gözlemleyerek, XRISM’e bugüne kadar kullanılan herhangi bir X-ışını görüntüleme uydusunun en geniş görüş alanlarından birini verecektir.

Resolve ve Xtend, Goddard’da geliştirilen iki özdeş X-ışını Ayna Tertibatına güveniyor.

XRISM, ESA’nın (Avrupa Uzay Ajansı) katılımıyla JAXA ve NASA arasında ortak bir görevdir. NASA’nın katkısı, Kanada Uzay Ajansı’nın bilim katılımını içerir.