Nasas Rossi X-ray Timing Explorer efterlader videnskabelig arv

NASAs nedlagte Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) satellit genindtrådte i Jordens atmosfære den 30. april, der kredsede i mere end 22 år, de 6, 700 pund satellit opereret fra 1996 til 2012, give forskere et hidtil uset blik på de ekstreme miljøer omkring neutronstjerner - også kendt som pulsarer - og sorte huller.

Disse objekters stærke tyngdekraft kan trække gasstrømme fra en nærliggende ledsagerstjerne og korralere den i en stor lagringszone kaldet en akkretionsskive. Den kredsløbende gas bliver opvarmet af friktion og når temperaturer på millioner af grader - så varmt, det udsender røntgenstråler. Når gassen spiraler indad, kraftige udbrud, blusser og hurtige pulsationer kan forekomme i den inderste akkretionsskive og på overflader af neutronstjerner. Disse røntgensignaler varierer i tidsskalaer fra et par sekunder til mindre end et millisekund, giver vigtige oplysninger om arten af ​​det kompakte objekt.

"At observere disse røntgenfænomener med præcis højopløselig timing var RXTEs speciale, "sagde Jean Swank, en astrofysiker emeritus ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, der fungerede som missionens projektforsker indtil 2010. "Under RXTE's løb, intet andet observatorium kunne levere disse målinger. "

RXTE overskred langt sine oprindelige videnskabelige mål og efterlader en vigtig videnskabelig arv. Alle data fra missionen er åbne for offentligheden og vedligeholdes af Goddards High Energy Astrophysics Science Archive Research Center.

"Dataene er stadig et skattekammer for at studere kompakte objekter, om pulsarer og sorte huller i stjernemassen i vores egen galakse eller supermassive sorte huller i kernerne i fjerne galakser, "sagde Goddards Tod Strohmayer, der fungerede som RXTEs projektforsker fra 2010 til slutningen af ​​missionen. "Indtil nu, mere end 3, 100 publicerede papirer i dømte tidsskrifter, i alt over 95, 000 citater, inkluderer RXTE -målinger. "

At se, hvordan materie opfører sig i nærheden af ​​et sort hul, hjælper astronomer med at skimte detaljer om selve tyngdekraftens natur. I 1997, RXTE leverede det, der i vid udstrækning betragtes som det første observationsbevis for "frame dragging, "en effekt forudsagt 79 år tidligere af østrigske fysikere Joseph Lense og Hans Thirring ved hjælp af Einsteins generelle relativitetsteori. I binære systemer, hvor sorte huller fjerner gas fra en normal ledsager, hurtige røntgenoscillationer sporer varme klatter af gas, der kredser dybt inde i akkretionsdisken. Disse ændringer indikerer, at den indre disk vakler på den måde, relativitet forudsiger. Som en bowlingskål, der snurrer i melasse, det roterende sorte hul trækker langs den nærliggende rumtid-og med det, den indre akkretionsdisk.

RXTE viste også, at sorte huller med ekstremt forskellige masser producerer lignende former for røntgenaktivitet, bare på varierende tidsskalaer, der er proportionelle med deres masser. Stjernemasse med sorte huller undergår vigtige ændringer i løbet af få timer, mens deres supermassive fætre, indeholdende millioner af solmasser, udviser lignende ændringer over år.

Kun lidt mindre ekstrem end et sort hul er en neutronstjerne, den knuste kerne af en massiv stjerne, der løb tør for atombrændstof, kollapsede under sin egen vægt og eksploderede som en supernova. Hver enkelt klemmer mere end solens masse ind i en kugle på cirka 20 kilometer på tværs - omtrent længden af ​​New York Citys Manhattan Island. Neutronstjerner besidder typisk magnetfelter op til 10 billioner gange stærkere end Jordens. RXTE -data hjalp med at fastslå eksistensen af ​​en ny klasse neutronstjerner med magnetiske felter tusind gange stærkere. Kaldede magnetarer, disse objekter kan prale af de mest kraftfulde magnetfelter, man kender i kosmos. Af nogle 2, 600 neutronstjerner nu katalogiseret, kun 29 rangerer som magnetarer.

I mangel af RXTE, NASAs neutronstjerne Interior Composition Explorer (NICER), et instrument installeret på himmelsiden af ​​den internationale rumstation, fortsætter undersøgelsen af ​​variable røntgenkilder.

"NICER er efterfølgeren til RXTE, med en forbedring af følsomheden i størrelsesorden energiopløsning og tidsopløsning, "sagde Goddards Keith Gendreau, missionens hovedforsker. "Røntgenbåndet NICER observerer overlapninger i den nedre ende af RXTE's sortiment, hvilket betyder, at vi lettere kan drage fordel af dens lange observationsrekord. "

Det astronomiske samfund har erkendt betydningen af ​​RXTE -forskning med fem store priser. Disse inkluderer fire Bruno Rossi -priser (1999, 2003, 2006 og 2009) fra High Energy Astrophysics Division i American Astronomical Society og NWO Spinoza -prisen 2004, den højeste hollandske videnskabspris, fra den nederlandske organisation for videnskabelig forskning. (For at lære mere om missionens resultater, se vores RXTE -galleri.)

Missionen blev lanceret som XTE ombord på en Delta II 7920 -raket den 30. december, 1995, fra Cape Canaveral Air Force Station i Florida. Det blev omdøbt til RXTE i begyndelsen af ​​1996 for at ære Bruno Rossi, en MIT-astronom og en pioner inden for røntgenastronomi og rumplasmafysik, der døde i 1993. RXTE videresendte sine sidste videnskabelige observationer til jorden den 4. januar, 2012. Den følgende dag, controllere på Goddard, som klarede missionen, slukket for satellitten.