Internationalt røntgenobservatorium

International X-ray Observatory ( IXO ) er et røntgenteleskop udviklet af tre rumorganisationer: NASA , European Space Agency (ESA) og Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA). Lanceringen er planlagt til 2021. I maj 2008 dannede ESA og NASA en koordinationsgruppe, der involverede alle tre institutioner, for at undersøge muligheden for at kombinere de eksisterende og Constellation - X

Videnskabelige mål

Røntgenobservationer er vigtige for at forstå strukturen og udviklingen af ​​stjerner, galakser og universet som helhed. Røntgenstråler afslører varme pletter i universet - steder, hvor partikler er blevet elektrificeret eller opvarmet til meget høje temperaturer af stærke magnetfelter, kraftige eksplosioner og intense tyngdekræfter. Røntgenkilder på himlen er også forbundet med forskellige faser af stjernernes udvikling, såsom supernova -rester , neutronstjerner og sorte huller [1] .

IXO vil udforske universet i røntgenstråler og forsøge at finde svar på spørgsmål inden for følgende områder [2] :

• Stoffets tilstand under ekstreme forhold:  — Udvikling af supermassive sorte huller  - Stof, der kredser om sorte huller  — Stabilisering af neutronstjernernes tilstand
• Dannelse af strukturer:  — Naturen af ​​mørkt stof og mørk energi  — Rum feedback [3]  — Fravær af baryoner [4]
• Livscyklus af stof og energi:  - Grundstoffernes oprindelse og spredning  — Partikelacceleration  - Dannelse af planeter  — Magnetiske felter af stjerner

For at løse disse spørgsmål om moderne videnskab vil IXO spore baner tæt på begivenhedshorisonten for sorte huller, måle rotationen af ​​sorte huller i flere hundrede aktive galaktiske kerner (AGN'er), bruge spektroskopi til at beskrive udstrømningen af ​​stof fra galaktiske kerner under deres topaktivitet, søg efter supermassive sorte huller uden for rødforskydningen z = 10, kortlæg massive bevægelser og turbulens i galaksehobe , søg efter manglende baryoner i massive kosmiske strukturer, og observer feedbackprocessen, hvor sorte huller frigiver energi på galaktiske og intergalaktiske skalaer [ 5] [6] .

Alt dette vil give astronomer mulighed for bedre at forstå historien og udviklingen af ​​stof og energi (både synlige og mørke), såvel som deres interaktion i dannelsen af ​​store strukturer.

For at nå disse mål kræves der meget høj følsomhed for at studere det fjerne univers. Dette kræver til gengæld, at teleskopet har et stort areal til dataindsamling, kombineret med god vinkelopløsning , samt højpræcisionsspektroskopi [7] .

IXO line-up

Teleskopets hovedkomponent er et stort spejl med et samlende overfladeareal på omkring 3 m 2 , en opløsning på 5 buesekunder og en brændvidde på 20 m [7] [8] .

Måleinstrumenter

De videnskabelige mål, der er sat for IXO, kræver indsamling af en masse information ved hjælp af forskellige teknikker: spektroskopi, timing, fotografering og polarimetri . Derfor vil IXO have en række detektorer, som vil give de nødvendige data om røntgenkilder for at hjælpe med at forstå de fysiske processer, der foregår i dem.

To højopløsningsspektrometre, et mikrokalorimeter og et sæt dispersionsgitre vil sikre høj kvalitet af spektret i 0,1-10 keV-båndet, hvor de fleste ioner har røntgenlinjer. Detaljeret spektroskopi fra disse instrumenter vil give astronomer mulighed for at lære om temperaturen, sammensætningen og hastigheden af ​​plasma i universet. Derudover vil undersøgelsen af ​​visse træk ved røntgenspektret gøre det muligt at undersøge betingelserne for eksistensen af ​​stof i kraftige gravitationsfelter omkring supermassive sorte huller.

For at studere neutronstjerner og sorte huller vil IXO have et røntgenpolarimeter , der bestemmer deres egenskaber og påvirkning af miljøet.

Detektorerne vil blive placeret på to platforme: mobile (MIP) og faste instrumentplatforme (FIP). Den bevægelige platform er nødvendig, fordi røntgenteleskoper ikke kan foldes som synlige spektrumteleskoper. Derfor vil IXO bruge MIP, som indeholder følgende instrumenter: en vidvinkel og hård røntgendetektor, et spektrometer med høj spektral opløsning, et nøjagtigt tidsinstrument og et polarimeter . Disse enheder vil skifte sted igen for at være i spejlets fokus og modtage data.

Røntgendiffraktionsspektrometeret vil blive placeret på en fast instrumentplatform. Dette spektrometer vil give høj spektral opløsning i det bløde røntgenområde. Det vil blive brugt til at bestemme egenskaberne af det varme intergalaktiske medium, udstrømninger fra aktive galaktiske kerner og plasmaudstødninger fra stjernekoronaen.

Nogle af strålerne fra spejlet vil blive afbøjet til CCD-arrayet , som vil fungere samtidigt med det aktive MIP-instrument og indsamle data for instrumenter, der ikke i øjeblikket er i fokuspositionen. For at undgå påvirkning af teleskopets egen stråling på de modtagne data, skal selve IXO'en og alle dens instrumenter være meget kolde. Derfor har IXO instrumentplatformen et stort skjold, der blokerer lys fra Solen, Jorden og Månen. Ellers ville opvarmning af teleskopet føre til forvrængninger i de modtagne data. IXO's overlegenhed over nuværende røntgenteleskoper svarer til at flytte fra et 5m teleskop til et 22m teleskop.

Start

Den planlagte opsendelsesdato for satellitten er 2021. Teleskopets leveringskøretøj vil enten være Ariane V eller Atlas V.

Videnskabelig aktivitet

IXO vil være designet til at fungere i minimum 5 år, med en mulig missionsforlængelse på op til 10 år. Den videnskabelige aktivitet af IXO vil således blive udført fra 2021 til 2030 [7] .

Noter

1. ↑ Hvorfor gør IXO . Hentet 20. december 2010. Arkiveret fra originalen 28. juli 2010. (ubestemt)
2. ↑ IXO Science Goals . Dato for adgang: 20. december 2010. Arkiveret fra originalen den 27. maj 2010. (ubestemt)
3. ↑ Kosmisk feedback fra Supermassive Black Holes, Andrew C. Fabian et. al. . Dato for adgang: 16. december 2010. Arkiveret fra originalen den 27. maj 2010. (ubestemt)
4. ↑ The Missing Baryons in the Milky Way and Local Group, Joel N. Bregman et al. . Dato for adgang: 16. december 2010. Arkiveret fra originalen den 27. maj 2010. (ubestemt)
5. ↑ Stellar-Mass Black Holes and Their Progenitors, J. Miller et al. . Dato for adgang: 16. december 2010. Arkiveret fra originalen den 27. maj 2010. (ubestemt)
6. ↑ Udviklingen af ​​galaksehobe på tværs af kosmisk tid, M. Arnaud et al. . Dato for adgang: 16. december 2010. Arkiveret fra originalen den 27. maj 2010. (ubestemt)
7. ↑ 1 2 3 Indsendelsen af ​​International X-ray Observatory Activity som svar på Astro2010 Program Prioritization Panel RFI#1, IXO performance requirements, s. 7 . Hentet 16. december 2010. Arkiveret fra originalen 28. maj 2010. (ubestemt)
8. ↑ Mekanisk oversigt over International X-Ray Observatory, David W. Robinson, IEEE Aerospace Conference, s.3, 2009 . Dato for adgang: 16. december 2010. Arkiveret fra originalen den 27. maj 2010. (ubestemt)