Observatorium ruang X-ray baru untuk mempelajari lubang hitam dan sejarah kelompok galaksi

Learn the Bible in 24 Hours - Hour 2 - Small Groups - Chuck Missler (Juni 2019).

Anonim

Penggemar lubang hitam, penggemar galaksi cluster, dan astronom X-ray telah banyak menjadi bersemangat. Pada hari Jumat, 12 Februari, Badan Eksplorasi Ruang Angkasa Jepang (JAXA) akan meluncurkan satelit keenam mereka yang didedikasikan untuk astronomi X-ray, ASTRO-H, dari Tanegashima Space Center di Kagoshima, Jepang. Observatorium membawa instrumen canggih dan dua cermin teleskop yang dibangun di Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland. Peluncuran dijadwalkan pukul 3:45 pagi waktu EST.

ASTRO-H diharapkan dapat memberikan terobosan dalam berbagai fenomena energi tinggi di alam semesta, mulai dari material super panas di jurang jatuh ke lubang hitam hingga evolusi gugusan galaksi besar. Ini dilengkapi dengan empat instrumen canggih yang mencakup rentang energi yang luas, dari energi rendah, atau sinar X lunak, sekitar 300 elektron volt (eV) hingga sinar gamma lunak hingga 600.000 eV. Sebagai perbandingan, energi cahaya yang terlihat membentang sekitar 2 hingga 3 eV.

"Kami melihat sinar-X dari sumber di seluruh alam semesta, di mana partikel dalam materi mencapai energi yang cukup tinggi, " kata Robert Petre, kepala Laboratorium Astrofisika X-ray Goddard dan ilmuwan proyek AS untuk ASTRO-H. "Energi ini muncul dalam berbagai pengaturan, termasuk ledakan bintang, medan magnet yang ekstrim, atau gravitasi kuat, dan sinar-X memungkinkan kita menyelidiki aspek-aspek fenomena yang tidak dapat diakses oleh instrumen yang mengamati pada panjang gelombang lainnya."

ASTRO-H mampu mengamati sumber sinar-X, seperti gugus galaksi dan bintang neutron, lebih dari 10 kali lebih redup dari pendahulunya, Suzaku, yang beroperasi dari tahun 2005 hingga 2015. Untuk mencapai hal ini, ASTRO-H menggunakan empat pemfokusan sejajar X-ray teleskop dan seperangkat instrumen mutakhir yang menyediakan cakupan simultan di seluruh rentang energi observatorium.

Dua Teleskop X-Ray yang sama termasuk rakitan cermin yang disediakan oleh tim Goddard. Karena sinar X dapat menembus materi, cermin bergantung pada apa yang disebut oleh para ilmuwan sebagai optik insiden penggembalaan. Sama seperti melompati batu melintasi air, sinar X-ray yang menggores permukaan segmen cermin melengkung dibelokkan ke arah titik fokus teleskop.

One Soft X-ray Telescope memfokuskan cahaya ke kamera bidang lebar canggih yang disediakan oleh Jepang, sementara yang lain mengarahkannya ke Soft X-ray Spectrometer (SXS), instrumen yang dikembangkan dan dibangun oleh tim Goddard yang bekerja sama dengan rekan dari beberapa lembaga di Jepang. Astronom biasanya belajar tentang komposisi, suhu dan gerakan sumber-sumber kosmik dengan menyebarkan panjang gelombang cahaya menjadi spektrum seperti pelangi. Tetapi astrofisikawan telah merancang pendekatan alternatif untuk mengukur "warna" sinar X, yang disebut microcalorimetry, yang menghasilkan resolusi spektral yang belum pernah terjadi sebelumnya tanpa mengurangi intensitasnya seperti yang terjadi pada pendekatan yang digunakan sebelumnya.

"Ini telah menjadi usaha luar biasa selama bertahun-tahun untuk membangun spektrometer sinar-X baru yang kuat bersama-sama di AS dan Jepang, " kata Goddard Richard Kelley, peneliti utama AS untuk kolaborasi ASTRO-H. "Tim internasional sangat bersemangat untuk akhirnya dapat menerapkan kemampuan SXS yang baru secara fundamental, yang didukung oleh instrumen lain pada satelit, untuk pengamatan berbagai sumber angkasa, terutama kelompok galaksi dan sistem lubang hitam."

Para peneliti di AS memelopori perkembangan teknologi revolusioner ini pada 1980-an. ASTRO-H akan menyediakan astrofisikawan dengan kesempatan pertama untuk menggunakannya di observatorium X-ray yang mengorbit.

SXS mengukur panas yang dihasilkan ketika partikel cahaya individu, yang disebut foton, menyerang detektor. SXS secara tepat menentukan energi foton X-ray individu dengan mengukur peningkatan suhu kecil yang dibuat oleh masing-masing. Karena perubahannya sangat kecil, detektor didinginkan hingga -459, 58 derajat Fahrenheit (-273, 1 C) —sebuah pecahan derajat di atas nol mutlak — menggunakan sistem yang dikembangkan di Jepang dan AS. Berkat serangkaian wadah vakum bersarang yang disebut dewar, pasokan helium cair supercold, dan urutan lemari es mekanik dan magnet, SXS diharapkan tetap dingin selama lebih dari tiga tahun.

"Teknologi yang digunakan dalam SXS memimpin jalan ke generasi berikutnya pencitraan spektrometer X-ray, yang akan mampu membedakan puluhan ribu warna X-ray sambil menangkap gambar yang tajam pada saat yang sama, " kata Caroline Kilbourne, anggota tim Goddard SXS.

Observatorium ini juga membawa dua Teleskop X-Ray yang identik dan kamera yang terkait, yang memancarkan cahaya dari 5.000 hingga 80.000 eV, dan dua Detektor Sinar Gamma Lembut, yang sensitif terhadap cahaya dari 60.000 hingga 600.000 eV tetapi tidak menghasilkan gambar. Baik teleskop dan instrumen disediakan oleh Jepang.

ASTRO-H dikembangkan oleh Institute of Space dan Astronautical Science, sebuah divisi dari JAXA. Dibangun bersama oleh kolaborasi internasional yang dipimpin oleh JAXA, dengan kontribusi dari NASA Goddard dan institusi lain di Jepang, Kanada dan Eropa. Tanggung jawab Goddard tambahan termasuk pengembangan perangkat lunak analisis dan pengolahan data pipa dan penciptaan fasilitas untuk mendukung program pengamat tamu yang kuat yang memungkinkan partisipasi komunitas ilmu pengetahuan AS yang lebih luas dalam misi.

menu
menu