EP-WXT pathfinder fanger de første wide-field snapshots af røntgenuniverset

EP-WXT Pathfinder, den eksperimentelle version af et modul, der i sidste ende vil blive en del af bredfelts røntgenteleskopet (WXT) ombord på den astronomiske satellit Einstein Probe (EP), udgav sine første resultater den 27. august fra en tidligere testflyvning . Disse omfatter et 800-sekunders røntgen-time-lapse-fotografi af en region i det galaktiske center, et tæt område i kernen af ​​vores hjemgalakse, Mælkevejen.

Disse markerer de første bredfelts røntgenbilleder af vores univers, der er tilgængelige for offentligheden indtil videre, fanget af det første ægte bredfelts røntgenfokuserende billedteleskop, der nogensinde er fløjet i rummet.

Resultaterne blev rapporteret af videnskabsmænd fra det kinesiske videnskabsakademi (CAS) ved den anden kinesiske rumvidenskabsforsamling afholdt i Taiyuan, Kina.

Siden den første påvisning af røntgensignaler fra universets dybder for 60 år siden, har der ikke været noget bredfelt røntgenfokuseringsteleskop til rådighed til røntgenundersøgelser og overvågning indtil Pathfinder.

Pathfinder blev sendt i kredsløb for at verificere modulets ydeevne i kredsløb. Den eksperimentelle rejse er beregnet til at bane vejen for den fremtidige videnskabelige drift af EP i kredsløb, da den foretager observationer i det bløde røntgenbølgebånd.

EP vil udforske åbne spørgsmål inden for tidsdomæneastrofysik gennem observation af transienter. Missionen er sponsoreret af CAS i samarbejde med European Space Agency (ESA) og Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics og forventes at flyve inden udgangen af ​​2023.

WXT testmodulet dækker et synsfelt på op til 340 kvadratgrader (18,6°×18,6°) bredt, hvilket gør det til det første ægte bredfelts røntgenfokuserende billedteleskop. Røntgenbilleddannelse ved at bøje lysstråler (fokusering) er notorisk vanskelig på grund af den høje energi af røntgenfotoner; og det er endnu sværere at få klare billeder fra et bredt synsfelt. Takket være en state-of-the-art teknologi kaldet hummer-øje mikropore-optik, kan testmodulet prale af et synsfelt, der er mindst 100 gange så stort som andre fokuserende røntgenbilleder. Den komplette WXT til at flyve ombord på EP'en vil bestå af 12 sådanne identiske moduler, der dækker et synsfelt på op til 3.600 kvadratgrader bredt.

Under testflyvningen gennemførte Pathfinder i alt fire dages eksperimentelle observationer i kredsløb og opnåede autentiske røntgenspektre og billeder baseret på rigtige målinger.

Nøglekomponenterne i Pathfinder omfatter røntgen-billed-spejlenheden, som har en række 36 mikropore hummerøje-plader og en fokalplandetektor sammensat af fire sæt billedsensorer i storformat.

Selvom disse resultater stadig er foreløbige og omfattende databehandling skal udføres, demonstrerer testflyvningen, at selv en one-shot observation kan dække røntgenkilder fra alle retninger inden for den observerede del af himlen, inklusive stjernemasse sorte huller og neutron stjerner. Observationen fangede også lysstyrken af ​​røntgenstråler fra et binært system indeholdende en neutronstjerne. Dataene fra disse observationer giver information om, hvordan røntgenstråling fra sådanne himmellegemer ændrer sig over tid, såvel som disse himmellegemers røntgenspektre. Billederne og spektrene, der stammer fra testobservationerne, er meget konsistente med simuleringer.

Instrumentet målrettede også en række andre røntgenkilder, herunder den store magellanske sky (LMC), en af ​​vores nabogalakser. Resultaterne viser, at selv en one-shot observation kan dække hele denne galakse og detektere flere røntgenkilder, herunder sorte huller, neutronstjerner og supernova-rester. Instrumentets klare afbildning af en fjern kvasar, 3C 382, ​​i en afstand af 810 millioner lysår, afslører dets evne til at detektere relativt svage røntgenkilder. I sine fremtidige observationer forventes billedkameraet effektivt at overvåge røntgenvariabiliteten af ​​himmellegemer og opdage nye forbigående kilder.

Ifølge Dr. Yuan Weimin, hovedforsker (PI) for EP-missionen og forsker ved National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences (NAOC), viser de første resultater, at "instrumentet fungerer problemfrit" og opfylder kravene til EP WXT-modulet. "Det er spændende at se den årtilange indsats bære sin første frugt," sagde han.

Andre forskere involveret i EP-missionen var også tilfredse.

Dr. Zhang Chen, PI for WXT-spejlsamlingen, sagde, at resultaterne lover "rigelige data af høj kvalitet", efter at sonden er lanceret.

Prof. Paul O'Brien, ESA-udnævnt videnskabsmand for EP-missionen og forsker ved University of Leicester, sagde, at resultaterne er "virkelig imponerende."

"Vi har ventet på et ægte bredfelt, blødt røntgenbillede i mange årtier, så det er vidunderligt at se WXT-testmodulet i flyvning på EP-WXT Pathfinder," sagde prof. Richard Willingale, prof. O' Briens kollega ved University of Leicester. + Udforsk yderligere

Udledning af magnetopausepositionen fra en blød røntgenbilled-simulering med bredt synsfelt