NASA-sonende raketmission søger kilde til røntgenstråler fra den indre galakse

For menneskelige øjne virker nattehimlen mellem stjernerne mørk, rummets tomrum. Men røntgenteleskoper fanger et dybt anderledes billede. Som et fjernt fyrværkeri viser vores billeder af røntgenhimlen et univers, der blomstrer med aktivitet. De antyder endnu ukendte kosmiske udbrud, der kommer fra et sted dybere ind i vores galakse.

For at hjælpe med at finde kilden til disse mystiske røntgenstråler lancerer University of Wisconsin, Madison-astronomen Dan McCammon og hans team X-ray Quantum Calorimeter eller XQC-instrumentet. XQC vil gøre sin syvende tur til rummet ombord på en NASA suborbital raket. Denne gang vil XQC observere en plet af røntgenlys med 50 gange bedre energiopløsning end nogensinde før, nøglen til at afsløre sin kilde. Opsendelsesvinduet åbner ved Equatorial Launch Australias Arnhem Space Center i Northern Territory, Australien, den 26. juni 2022.

Fordi Jordens atmosfære absorberer røntgenstråler, afventede vores første syn på kosmiske røntgenstråler rumalderen. I juni 1962 lancerede fysikerne Bruno Rossi og Ricardo Giacconi den første røntgendetektor ud i rummet. Flyvningen afslørede de første kilder til røntgenstråler ud over vores sol:Scorpius X-1, et dobbeltstjernesystem omkring 9.000 lysår væk, samt et diffust skær spredt ud over himlen. Opdagelsen grundlagde feltet for røntgenastronomi og vandt senere Giacconi en andel af 2002 Nobelprisen i fysik.

Forskere har nu kortlagt røntgenhimlen i stadig finere detaljer ved hjælp af andre NASA røntgenmissioner. Alligevel er der flere lyse pletter, hvis kilder er ukendte. Til den kommende flyvning vil McCammon og hans team målrette mod et område med røntgenlys, der kun er delvist synligt fra den nordlige halvkugle.

"Det dækker en stor del af galaksen, men vi var nødt til at være på den sydlige halvkugle for at se den del af himlen," sagde McCammon. "Vi har ventet længe på denne ekspedition til Australien."

Forskere mener, at røntgenplasteret kommer fra diffus, varm gas opvarmet af supernovaer, de strålende udbrud af døende stjerner. XQC-missionen undersøger to mulige kilder, illustreret i grafikken nedenfor.

En mulighed er, at røntgenstrålerne kommer fra gas opvarmet af "Type Ia"-supernovaer, dødsstød for massive stjerner, der lever i ti til hundreder af millioner af år. Den indre del af vores galakse har en høj nok koncentration af denne type supernova til at opvarme røntgenplasteret McCammon er ved at undersøge.

Den anden mulige kilde er "Type II" supernovaer. Stjernerne bag Type II supernova er endnu mere massive, brænder lysere og varmere og lever kun et par millioner år, før de går til supernova. De forekommer i aktive stjernedannende områder, som dem i en af ​​vores galakses indre spiralarme.

For at skelne mellem disse muligheder vil XQC analysere røntgenlyset og lede efter spor af ilt og jern. Mere ilt peger på Type II supernovaer, mens mindre ilt tyder på Type Ia supernovaer. Fysikken bag det er kompleks, men stammer i sidste ende fra, hvor længe stjernerne brændte, før de brød ud. De mindre stjerner bag Type Ia supernovaer brænder længere og efterlader mindre ilt end Type II supernovaer.

Selvfølgelig vil flyvningen sandsynligvis også fange meget mere information. "Dette er en udforskning med en ny kapacitet - vi vil se, hvad vi kan se," sagde McCammon. "Hver gang vi ser på røntgenhimlen med en ny evne, viser det sig at være mere kompliceret, end vi troede."

Efter flyvningen planlægger holdet at genoprette instrumentet. Det vil trække sig tilbage til Oak Ridge National Labs i Tennessee, hvor det vil hjælpe med laboratorieeksperimenter.

Denne flyvning vil være XQC's sidste tur til rummet, men den allerførste fra det nye Arnhem Space Center-raketområde i East Arnhem, Australien. XQC er en del af en treraketkampagne, der opsendes fra området i juni og juli 2022, hvilket er NASAs første gang, der opsendes fra Australien siden 1995. + Udforsk yderligere

NASA vil affyre 3 raketter fra en privat australsk rumhavn