ASTRO-H – będzie obserwować czarne dziury!

dnia 12/02/2016

Entuzjaści czarnych dziur oraz wszelkiej maści miłośnicy astronomii rentgenowskiej mogą powoli zacierać ręce. JAXA (Japan Aerospace EXploration Agency) przygotowuje się właśnie do wystrzelenia swojego szóstego już satelity dedykowanego obserwacjom w paśmie rentgenowskim (X-ray) z centrum Tenegashima, Kagoshima w Japonii. ASTRO-H ma dostarczyć danych z różnego rodzaju wysokoenergetycznych zjawisk kosmicznych, poczynając od super rozgrzanej materii opadającej w kierunku czarnej dziury, a na ewolucji rozległych gromad galaktyk kończąc. Obserwatorium posiada na swoim pokładzie cztery zaawansowane instrumenty pokrywające różne zakresy spektrum energetycznego, poczynając od niskoenergetycznych promieni rentgenowskich rzędu 300 eV aż do promieni gamma o energiach rzędu 600,000 eV. Dla porównania energia światła widzialnego mieści się w przedziałach 2-3 eV.

astro-h_illo_labels_0

Lokalizacja instrumentów pomiarowych ASTRO-H

Obserwujemy promieniowanie rentgenowskie z różnego rodzaju źródeł kosmicznych, takich jak eksplozje gwiazd czy silne pola magnetyczne. Badanie tych fenomenów jest jest możliwe właśnie dzięki obserwatoriom takim jak ASTRO-H. Najnowsze obserwatorium jest w stanie obserwować promieniowanie rentgenowskie około 10 razy słabsze niż jego poprzednik – japońskie obserwatorium Suzaku, które działało w latach 2005-2015. Aby osiągnąć takie rezultaty ASTRO-H używa czterech osobnych ale wzajemnie dostrojonych instrumentów.

p100010349

ASTRO-H

Dwa identyczne teleskopy rentgenowskie, posiadają elementy lustra dostarczone przez zespół z centrum lotów kosmicznych Goddarda (NASA). Ponieważ promienie rentgenowskie mogą penetrować materię, lustra bazują na rozwiązaniach znanych z teleskopów Woltera (bardzo mały kąt odbicia) – szczegóły tej specyficznej optyki w artykule: http://www.x-ray-optics.com/index.php?option=com_content&view=article&id=59&Itemid=71&lang=en#Wolter_optics . Działa to podobnie do kamienia który odbija się na tafli wody (który pod większymi kątami także ma możliwości penetracyjne tafli wody).

x-ray_mirror

Lustro teleskopu rentgenowskiego ASTRO-H

Jeden z instrumentów kieruje promienie do szerokokątnej kamery dostarczonej przez JAXA, a w tym samym czasie drugi przyrząd pomiarowy kieruje je do spektrometru rentgenowskiego (SXS – Soft X-Ray Spectrometer) zbudowanego przez NASA (Goddard Space Centre). Zazwyczaj aby dowiedzieć się czegoś więcej o obserwowanym obiekcie (temperatura, skład) astronomowie rozdzielają wiązkę na różne długości fali (tworząc pewnego rodzaju swoista tęczę, taką jaka powstaje gdy światło przechodzi przez pryzmat). Tak powstałe widmo może być swoistym odciskiem palca obserwowanego obiektu, który może nam powiedzieć dużo więcej o strukturze, temperaturze czy jego składzie. Natomiast w tym przypadku astrofizycy opracowali alternatywną metodę badania tych specyficznych „kolorów” rentgenowskich, zwaną mikrokalorymetrią. Metoda ta daje niespotykaną rozdzielczość widmową bez „rozrzedzania” intensywności promienia, jak miało to miejsce w poprzednio stosowanych metodach pomiarowych.

microcal_sxs

Serce ASTRO-H, SXS – Spektrometr miękkiego promieniowania rentgenowskiego. 5mm tablica mikrokalorymetru w samym środku.

To niezwykłe przedsięwzięcie Japonii oraz Stanów Zjednoczonych zaowocowało nowej jakości spektrometrem promieni rentgenowskich. Pionierami tej technologii byli naukowcy ze Stanów Zjednoczonych, których pierwsze prace ukazały się w latach osiemdziesiątych. ASTRO-H to pierwsza możliwość przetestowania tej technologii  bezpośrednio jako element kosmicznego obserwatorium.

SXS mierzy generowane ciepło w momencie gdy pojedyncze cząstki światła (fotony) uderzają w detektor. SXS jest w stanie bardzo dokładnie zmierzyć energię tych cząstek, mierząc minimalny wzrost temperatury jaki powoduje każda z nich. Ponieważ zmiany te są bardzo małe, detektor jest schłodzony do temperatury -273.1 stopni Celcjusza — delikatnie ponad temperaturę zera absolutnego (-273.15 C). Dzięki super schłodzonemu ciekłemu helowi oraz całej gamie innych przyrządów oraz swoistego rodzaju magnetycznych „chłodziarek”, SXS planuje utrzymać odpowiedni stopień schłodzenia przez około 3 lata.

Technologia użyta w SXS, przyniesie nową jakość obrazowania rentgenowskiego. Ponadto obserwatorium posiada również dwa identyczne teleskopy twardego promieniowania rentgenowskiego (wraz z kamerami) – o zakresie 5,000 do 80,000 eV oraz dwa miękkie detektory promieni gamma o czułości 60,000 do 600,000 eV ale bez kamer umożliwiających jednoczesne obrazowanie i dokonywanie pomiarów.

Po więcej informacji odsyłamy na strone NASA: http://www.nasa.gov/astro-h

Start na żywo oglądać można na stronie: http://www.nasa.gov/content/jaxa-youtube-live-astro-h-launch

Start pierwotnie miał nastąpić dziś, tj. 12.02.2016, obecnie został przesunięty (ze względu na zapowiadaną złą pogodę) jak informuje JAXA: https://www.youtube.com/watch?v=kH-wJ1E00wA

Źródło: NASA

1 Trackback

Dodaj komentarz