SpaceX, evrenin X-ışını görüntülerini görüntülemek için IXPE NASA teleskopunu başlattı

Tamamen yeni bir uzay teleskobu, evrenin gizli bir görüntüsünü ortaya çıkaracak ve bu, kara delikler, süpernovalar ve hatta evrenin kendisinin doğası hakkındaki anlayışımızı değiştirebilecek.

Hayır hayır Bu.

Bu ay James Webb Uzay Teleskobu’na çok dikkat ediliyor. NASA ve 22 Aralık’ta fırlatılması planlanan Avrupa Uzay Ajansı. Ancak daha özel bir gökbilimci kadrosu, Perşembe günü daha küçük ama aynı zamanda dönüştürücü bir gözlemevi için uzaya yapılan bir gezi sırasında heyecanla izledi.

NASA, X-ışını Polarimetri Gezgini veya IXPE görevini bir süre içinde başlattı. Uzay X Florida’daki Kennedy Uzay Merkezi’nden saat 1’de EDT’de bir Falcon 9 roketi. Uzay aracının maliyeti sadece 188 milyon dolar James Webb’in devasa bütçesiyle karşılaştırıldığında 9,7 milyar dolar, astronominin yeni bir formunu göstermesi bekleniyor. İlk kez, astronomlara başka hiçbir teleskopun eşleşemeyeceği içgörüler sunabilen bir teknoloji olan yörünge içi X-ışını polarimetrisini görüntüleyecek.

NASA’nın Bilim Misyonu Müdürlüğü yönetici yardımcısı Thomas Zurbuchen, “Bize uzaydaki en sıra dışı ve heyecan verici şeylerden bazıları hakkında bilgi veriyor” dedi.

IXPE (görev ekibi tarafından “ix-pee” olarak telaffuz edilir) fırlatıldıktan sonra Dünya’nın 340 mil yukarısındaki yörüngeye yerleştirildi. Teleskop, bilim araçlarını yerleştirmek ve ekipmanını test etmek için orada birkaç hafta geçirecek, ardından iki yıllık görevine başlayacak.

X-ışınları, evreni gözlemlemenin yararlı bir yoludur. Yüksek enerjili nesneler tarafından yayılanlar, gökbilimcilerin olayları – örneğin kara deliklerin veya yıldız patlamalarının yakınındaki aşırı ısıtılmış jetler – görünür ışık gibi diğer dalga boylarının yapamayacağı şekilde araştırmasına izin verir. Ancak X-ışınları yalnızca uzaydan incelenebilir çünkü çoğunlukla Dünya atmosferi tarafından emilirler.

NASA’nın Chandra X-ray Gözlemevi ve Avrupa Uzay Ajansı’nın 1999’da fırlatılan XMM-Newton gözlemevleri başta olmak üzere, çeşitli özel X-ışını uzay teleskopları ve aletleri yörüngeye fırlatıldı. gazlı bulutsular içindeki yıldızların doğum yerleri ve diğer öncü çalışmaların yanı sıra galaksi gruplarında karanlık maddenin yayılmasının haritasını çıkardı.

NS Görüntülemede X-ışını polarimetrisinin kullanılması, IXPE’yi öncekilerden ayırır. Daha önce bir çift polarize güneş gözlüğü taktıysanız, yatay ışığı engellemek için ince yarıklar kullandıklarını, ancak yan çevirmek dikey ışığı engellediğini biliyor olabilirsiniz. Aynı prensip X-ışını polarimetrisinde de kullanılır. teknoloji Gökbilimcilerin, gelen elektrik ve manyetik alanların yönünü tespit etmek için X-ışını parçacıklarının geldikleri sırada dalga hareketinin yönünü izlemelerini sağlayacak. Bu verilerle donanan gökbilimciler, astrofiziksel olaylar tarafından yayılan X-ışınlarından daha fazla bilgi toplayabilirler.

X-ışınlarını tek bir aletle gözlemlemek yerine, uzay aracı aslında, teleskopun uzaydaki ilk haftası boyunca uzayacak 13 fit uzunluğundaki bir kolun sonunda, her biri 24 eş merkezli aynadan oluşan üç ayrı teleskoptur.

X ışınlarının gelmesiyle birlikte Her teleskop tarafından odaklanan Bomun sonundaki üç dedektörde. Her dedektör, 10 mm çapında bir helyum tabakası ve dimetil eter veya DME adı verilen bir gaz içerir. Bu, çarpıştıklarında gaz yörüngeleri oluşturacak olan X-ışınlarının polarizasyonunu ortaya çıkaracaktır.

Dedektörleri tasarlayan İtalyan Uzay Ajansı program yöneticisi Elisabetta Cavazzotti, “Bu dedektörler, kutuplaşmanın bir resmini sağlayacak” dedi.

NASA’nın Marshall Uzay Uçuş Merkezi’ndeki görevin baş araştırmacısı Martin Weisskov, daha önce uzayda X-ışını polarimetrisi gerçekleştirmek için birkaç girişimde bulunulduğunu söyledi. 1971’de Dr. Weisskopf, yukarı ve aşağı giden ancak yörüngeye girmeyen bir sondaj roketi kullanarak galaksimizdeki Yengeç Bulutsusu’nun X-ışını polarizasyonu hakkında kısa gözlemler yapan başarılı bir deneysel görevde yer aldı. Dr. Weiskopf’a göre, 1990’larda Sovyet Spectrum-X uzay aracında daha gelişmiş bir polarometre fırlatma girişimi, Sovyetler Birliği’nin çöküşüyle ​​durduruldu.

“Polarizasyon ölçer işine sahip olmak için uzun zamandır bekliyorduk” dedi.

Onun sabrı ve diğer araştırmacıların sabrı, NASA’nın 2017’de IXPE seçildi Genç Kaşifler Programının bir parçası olarak.

Lansmanından sonraki iki yıl içinde, IXPE uzay aracı kara delikler, süpernovalar ve egzotik yıldızlar dahil olmak üzere 100’den fazla kozmik hedefi gözlemleyecek.

Teleskopun hedeflerinden biri, kütlesi güneşimizin kütlesinin yaklaşık 10 katı olan nispeten küçük kara deliklerin dönüşünü gözlemlemektir. Kaçan X-ışını fotonlarının polarizasyon açısının, kara deliğin dönüşünün neden olduğu ciddi şekilde çarpıtılmış uzay-zamanda seyahat ederken değişmesi beklendiğinden, X-ışını polarimetrisi, bu kara deliklerin yakınında meydana gelen göreli etkileri keşfedebilecektir.

İngiltere’deki Newcastle Üniversitesi’nde astrofizik öğretim görevlisi olan Adam Ingram, “İlk kez bu çarpıklıkları ölçmeyi deneyebiliriz” dedi.

IXPE ayrıca dev yıldızların çöküşlerinden sonra kalan çekirdekleri olan nötron yıldızlarını da inceleyecek. Bilim adamları, özellikle nötron yıldızlarının etrafında hızla dönen pulsarlar ve yüksek oranda manyetize edilmiş yıldızlar olan magnetarlarla ilgileniyorlar.

Araştırmacılar, magnetarlara odaklanarak fizik yasalarının ne kadar katı olduğunu görmeyi umuyorlar. IXPE, bu yıldızların yakınında denilen bir etkiyi araştırabilecek kuantum elektrodinamiğiveya QED, son derece güçlü manyetik alanlar, yayılan X-ışını parçacıklarında yüksek düzeyde bir polarizasyona neden olmalıdır.

California Teknoloji Enstitüsü’nden araştırmacı Ilaria Caiso, “QED, fizik anlayışımızın temelidir” dedi. “Bunun doğru olmadığını tespit edersek, her şeyi kökten değiştirecek. Bu etkiyi doğrulayacağımızı umuyorum.”

Başka bir yerde, IXPE bize bir yıldızın, bir süpernovanın patlamasından sonraki anlar hakkında daha fazla bilgi verebilir. Uzay aracının verileri, bir süpernovadan fırlatılan malzemenin, onu çevreleyen yıldızlararası ortamla nasıl etkileşime girdiğini ortaya çıkaracak ve bu, ona aşırı hızlarda girerek önünde bir şok dalgası yaratacak. Elektronlar daha sonra, yayılmalı şok ivmesi olarak bilinen bir süreç olan, şokun ön tarafından ileri geri geçebilirler.

Dr. Ingram, “Bu astronomide çok önemli bir süreç, ancak ayrıntıları tam olarak anlamıyoruz” dedi. “Süpernova kalıntılarının parlaklığının ardındaki nedenin olduğuna inanılıyor.”

IXPE’nin birincil görevinin iki yıl sürmesi bekleniyor. Dr. Weiskopf, NASA görevi uzatırsa, uzay aracının yaklaşık yirmi yıl sürebileceğini söyledi. Daha fazla zamanla, gökbilimciler, galaksimizin merkezindeki süper kütleli kara delik olan Sagittarius A* gibi diğer hedefleri inceleyebilirler. Kara deliğin yakınındaki gaz bulutları üzerindeki X-ışını yansımalarını arayarak, son birkaç yüzyılda artan ark A* aktivitesinin kanıtlarını arayabilirler.

Dr. Weisskopf, “Kara delik birkaç yüz yıl daha parlak olmasaydı, bulutlar göründükleri kadar parlak olmazdı,” dedi. “X-ışınlarının buluta ulaşmasının ve bize geri dönmesinin ne kadar sürdüğünü hesaplayabilirsiniz. Bu çok zor bir deney.”

James Webb gibi süper teleskoplarla karşılaştırıldığında, IXPE nispeten mütevazı olabilir. Ancak, astronomi bilim adamlarının şu anda yapmakta olduğu genişliğin ve gelişmiş makinelerin evrenimizi keşfetmek için kullanıldığı yeni yolların altını çiziyor.

X-ışını polarimetrisi, evrene açılan kapalı bir pencere bir kez açıldığında – ve onunla birlikte bir dizi gizli sırrın kilidi açılacaktır.

Dr. Zurbuchen, “Bu gerçekten gökyüzüne bakmanın yeni bir yolu” dedi.