Japans XRISM-observatorium (røntgenbilleddannelse og spektroskopimission) af NASA og JAXA frigav det første kig på hidtil usete data, som den vil indsamle, når videnskabelige operationer begynder senere i år. Satellittens videnskabelige hold har offentliggjort et billede af en klynge af hundredvis af galakser og et spektrum af stjerneaffald i en nærliggende galakse, som giver forskerne mulighed for at studere dens kemiske sammensætning i detaljer.
"XRISM vil give det internationale videnskabelige samfund et nyt blik på den skjulte røntgenhimmel," sagde Richard Kelly, XRISM hovedefterforsker ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. og lære deres kemiske sammensætning, bevægelse og fysiske tilstand. "
XRISM-projektet udføres under ledelse af JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) i samarbejde med NASA, samt med bistand fra ESA (European Space Agency). Den blev lanceret den 6. september 2023.
Den er designet til at detektere røntgenstråler med energier op til 12000 elektronvolt og vil studere de varmeste områder i universet, de største strukturer og objekter med den stærkeste tyngdekraft. Til sammenligning er energien af synligt lys 2 til 3 elektronvolt. Missionen har to instrumenter, Resolve og Xtend, der hver fokuserer på en røntgenspejlkonstruktion designet og bygget hos Goddard.
Resolve er et mikrokalorimetrisk spektrometer udviklet af NASA og JAXA. Den fungerer ved temperaturer kun en brøkdel af en grad over det absolutte nulpunkt inde i en beholder med flydende helium på størrelse med et køleskab.
Når røntgenstråling rammer 6 x 6 pixel Resolve-detektoren, opvarmer den enheden med en mængde, der afhænger af dens energi. Ved at måle energien af hver røntgenstråle giver instrumentet tidligere utilgængelige oplysninger om kilden.
Missionsholdet brugte Resolve til at studere N132D, en supernova-rest og en af de klareste røntgenkilder i den store magellanske sky, en dværggalakse omkring 160000 lysår væk i den sydlige konstellation Dorado. Det ekspanderende affald anslås at være omkring 3000 år gammelt, og blev dannet, da en stjerne, der var omkring 15 gange Solens masse, løb tør for brændstof, kollapsede og eksploderede.
Resolve-spektret viser toppe forbundet med silicium, svovl, calcium, argon og jern. Dette er det mest detaljerede røntgenspektrum af objektet, der nogensinde er opnået, og demonstrerer den utrolige videnskabelige værdi af missionen, når regelmæssige operationer begynder senere i 2024.
"Disse elementer blev smedet i den oprindelige stjerne og derefter slynget ud, da den eksploderede som en supernova," sagde Brian Williams, en videnskabsmand med NASA's XRISM-projekt i Goddard. "Resolve vil give os mulighed for at se formerne på disse linjer på en måde, som aldrig har været mulig før, hvilket giver os mulighed for at bestemme ikke kun indholdet af de forskellige elementer, men også deres temperatur, tæthed og bevægelsesretning med hidtil uset præcision. Herfra kan vi sammensætte oplysninger om stamstjernen og eksplosionen."
XRISMs andet instrument, Xtend, er et røntgentermisk billedkamera udviklet af JAXA. Det giver XRISM et stort synsfelt, så det kan observere et område, der er omkring 60 % større end den gennemsnitlige tilsyneladende størrelse af fuldmånen.
Xtend tog et røntgenbillede af Abell 2319, en rig galaksehob omkring 770 millioner lysår væk i den nordlige konstellation Cygnus. Det er den femte lyseste røntgenklynge på himlen og gennemgår i øjeblikket en større fusionsbegivenhed.
"Selv før idriftsættelsesprocessen er færdig, overgår Resolve allerede vores forventninger," sagde Lillian Reichenthal, NASA XRISM-projektleder hos Goddard. "Vores mål var at opnå en spektral opløsning på 7 elektronvolt for instrumentet, men nu hvor det er i kredsløb, opnår vi 5. Det betyder, at vi får endnu finere kemiske kort med hvert spektrum, som XRISM fanger."
Resolve præsterer usædvanligt godt og laver allerede spændende videnskab på trods af problemet med blændedørene, der dækker detektoren. Døren, der var designet til at beskytte detektoren før lanceringen, åbnede ikke efter adskillige forsøg. De blokerer røntgenstrålerne med lavere energi, hvilket effektivt stopper missionen ved 1700 elektronvolt versus de planlagte 300. XRISM-holdet vil fortsætte med at undersøge anomalien og udforske forskellige tilgange til at åbne døren. Xtend-enheden blev ikke påvirket.
Læs også: