Астрономический спутник НАСА, запущенный 9 декабря из Космического центра Кеннеди на ракете SpaceX, начал наблюдение за Вселенной в рентгеновском диапазоне, начав миссию по изучению природы черных дыр и сверхплотных скелетов, оставленных взорвавшимися звездами.
Миссия Imaging X-ray Polarimetry Explorer, или IXPE, стартовала 9 декабря на борту ракеты SpaceX Falcon 9, которая доставила спутник на уникальную экваториальную орбиту на высоте около 373 миль (600 километров).
После отделения от ракеты-носителя Falcon 9 космический корабль IXPE весом 727 фунтов (330 кг) развернул свои солнечные батареи и прошел серию испытаний. 15 декабря, менее чем через неделю после запуска, IXPE удлинила стрелу, похожую на оригами, удерживающую три рентгеновских телескопа спутника, что дало спутнику длину около 17 футов (5.2 метра) от конца до конца.
Выдвижная стрела имеет правильную длину, позволяющую зеркалам телескопов фокусировать рентгеновское излучение обратно на детекторы внутри основного корпуса космического корабля, что дает спутнику IXPE возможность регистрировать высокоэнергетические волны, испускаемые черными дырами, нейтронными звездами и Источники рентгеновского излучения, невидимые для телескопов, настроенных для наблюдения на других длинах волн.
«Ввод в эксплуатацию был успешно завершен», — сказал Мартин Вайскопф, главный исследователь IXPE из Центра космических полетов имени Маршалла НАСА в Хантсвилле, штат Алабама. «Двумя наиболее нервирующими элементами ввода в эксплуатацию были развертывание солнечных батарей и развертывание стрелы».
По данным НАСА, когда удлинение стрелы было завершено, наземные группы потратили около трех недель на проверку возможностей обсерватории по маневрированию и наведению, а также на настройку телескопов.
«Все функции космического корабля были активированы и проверены во время ввода в эксплуатацию», — сказал Вайскопф на брифинге для прессы 10 января на собрании Американского астрономического общества.
IXPE — одна из нескольких рентгеновских астрономических миссий в портфолио НАСА, но она первая настроена на измерение поляризационного сигнала рентгеновского излучения. Предыдущие телескопы, которые должны были находиться в космосе для обнаружения космических рентгеновских лучей, отображали источники рентгеновского излучения с высоким угловым разрешением, измеряли их спектроскопию или химические отпечатки пальцев и изучали изменение рентгеновских сигналов во времени.
«Выполняя эту миссию, мы добавляем две переменные в набор инструментов астрофизики для понимания этих источников», — сказал Вайскопф перед запуском IXPE. «Это степень поляризации и направление, связанное с поляризацией».
Поляризация рентгеновского излучения — измерение направления его электромагнитного поля, контрольный сигнал, который может информировать астрофизиков об экстремальных условиях вокруг черных дыр и сверхмассивных объектов, включая сверхмассивную черную дыру в центре галактики Млечный Путь.
Вайскопф сообщил 10 января, что детекторы IXPE, которые первыми предназначены для измерения поляризации рентгеновского излучения из космоса, наблюдали яркие калибровочные источники с известными свойствами, чтобы помочь наземным командам точно настроить юстировку телескопов миссий.
Три идентичных телескопа IXPE могут измерять энергию, положение, время прихода и поляризацию каждого рентгеновского фотона, который они собирают.
Удовлетворенные тем, что миссия IXPE готова к своей научной кампании, менеджеры НАСА дали зеленый свет космическому кораблю, чтобы начать первые регулярные астрономические наблюдения 11 января.
Первая цель IXPE называется Cassiopeia A, или Cas A, гигантское облако обломков, окружающее сверхплотную нейтронную звезду на расстоянии около 11,000 350 световых лет. Кассиопея А образовалась около XNUMX лет назад, когда звезда, по оценкам, в пять раз более массивная, чем Солнце, взорвалась и превратилась в мощную сверхновую.
Взрыв разбросал вещество из недр звезды в космос во всех направлениях почти со скоростью света, оставив после себя коллапсирующее ядро звезды, нейтронную звезду. Наблюдения IXPE дадут представление о магнитном поле, окружающем нейтронную звезду.
Обсерватория будет наблюдать за Кассиопеей А около трех недель. По словам Вайскопфа, это первая из 33 запланированных научных целей, выбранных на первый год миссии IXPE.
По словам Вайскопфа, планировщики миссии также выделили время для наблюдения за IXPE, чтобы направить свои телескопы на «цели возможности», такие как особенности или объекты, которые внезапно становятся ярче в небе. «Так что, если появится что-то интересное, мы можем пойти и посмотреть на это».
В плане полета предусмотрено время для наблюдения около 40 целей в течение первого года работы IXPE. IXPE будет наводить свои телескопы на каждую цель в течение нескольких дней или недель, собирая длинные рентгеновские снимки, чтобы ученые могли отделить поляризованные сигналы от фонового шума.
НАСА финансирует IXPE для двухлетней основной миссии, которая, по словам агентства, составляет до 214 миллионов долларов, включая разработку, запуск и эксплуатацию. Космическому кораблю не нужно ракетное топливо для наведения или орбитальных маневров.
IXPE — это партнерство между НАСА и Итальянским космическим агентством, которое предоставило рентгеновские детекторы миссии и наземную станцию Кения для получения научных данных со спутника, когда он пролетает над головой.
По словам Вайскопфа, поляризация рентгеновских лучей может рассказать ученым о вращении черной дыры. Теоретические расчеты показывают, что степень поляризации рентгеновского сигнала зависит от энергии магнитного поля в его источнике.
«У черных дыр не так много свойств, но одно из них — вращение», — сказал он. «Так что это очень увлекательное использование поляриметрии для определения природы его источника, и эта история верна во многих других случаях».
Другие цели для IXPE включают сверхмассивную черную дыру в центре нашей галактики, известную как Стрелец A*. Измерения IXPE могут подтвердить, была ли черная дыра намного ярче всего несколько сотен лет назад, как считают некоторые ученые.
IXPE также будет смотреть на более удаленные цели, такие как блейзеры в центрах других галактик. Блазары имеют мощные струи радиации, направленные прямо на Землю.
Миссия также изучит поляризацию рентгеновских лучей, исходящих от магнетаров, которые имеют самые сильные магнитные поля среди всех звезд, примерно в тысячу триллионов раз более интенсивные, чем магнитное поле Земли.
Эл. адрес Автор.
Следите за сообщениями Стивена Кларка в Twitter: @ StephenClark1.
