Wissenschaftler der Washington University in St. Louis haben ein Ballonteleskop gestartet, um die Geheimnisse astrophysikalischer Schwarzer Löcher und Neutronensterne, einige der extremsten Objekte im Universum, zu entschlüsseln.
Das als XL-Calibur bekannte Gerät wurde am 9. Juli vom Weltraumbahnhof Esrange der schwedischen Raumfahrtgesellschaft gestartet, der nördlich des Polarkreises in der Nähe von Kiruna in Schweden liegt.
„Wir freuen uns, die Polarisation des Röntgendoppelsterns Cyg X-1 zu messen, um herauszufinden, wie Materie um ein Schwarzes Loch wirbelt, bevor sie hineinfällt, und dabei enorme Energiemengen freisetzt“, sagte Henric Krawczynski, Wilfred R. und Ann Lee Konneker Distinguished Professor of Physics in Arts & Sciences, der leitende Forscher von XL-Calibur. „Wir hoffen, dass unsere Ergebnisse einen gewissen Einfluss auf die Messung der Rotation Schwarzer Löcher haben werden.“
Esrange liegt in einem riesigen unbesiedelten Gebiet im nördlichsten Teil Schwedens und ist ein idealer Standort für die wissenschaftliche Ballonkampagne der NASA im Jahr 2024.
„Die Lage des Startplatzes und die stratosphärischen Winde sorgen für hervorragende Flugbedingungen, um auf dem Weg der Ballons von Schweden nach Nordkanada viele Tage lang wissenschaftliche Daten zu sammeln“, sagte Andrew Hamilton, stellvertretender Direktor des Balloon Program Office der NASA, in einer Erklärung.
XL-Calibur ist eine Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlern aus den USA, Japan und Schweden.
Zusätzlich zu den an der WashU gebauten Teilen verwendet das Instrument einen Spiegel, der als Ersatzteil der Hitomi-Mission der japanischen Raumfahrtbehörde diente; eine Gondel und einen Zielkontrollmechanismus, die an der Wallops Flight Facility der NASA entwickelt wurden; und ein Abschirmgerät, das an der KTH in Schweden entwickelt wurde. Das Gerät fliegt im Rahmen des wissenschaftlichen Ballonprogramms der NASA auf einem Langzeitballon, und die XL-Calibur-Daten werden öffentlich zugänglich gemacht und vom High Energy Astrophysics Science Archive and Research Center der NASA gehostet.
In diesem Startvideo beginnt der aufgeblasene Ballon bei etwa 09:00:20 zu steigen. Bei 09:01:15 zieht der Ballon an XL-Calibur, das von einem Kran in der Luft gehalten wird. Bei 09:01:45 wird XL-Calibur losgelassen und beginnt seinen Aufstieg. Bildnachweis: Swedish Space Corporation
Während dieses Fluges wollen die Wissenschaftler von XL-Calibur untersuchen, wie das Schwarze Loch Cygnus X-1 Materie anhäuft. Sie werden auch Daten sammeln, um zu testen, wie Pulsare Teilchen beschleunigen. Die Daten von XL-Calibur können einzeln oder zusammen mit Daten des Weltraumsatelliten Imaging X-Ray Polarimetry Explorer (IXPE) verwendet werden.
„Wir haben jetzt IXPE-Ergebnisse von 2-8 keV. Die Ausweitung dieser Ergebnisse auf 15-80 keV wird tiefergehende Tests der Modelle ermöglichen, die zur Erklärung der IXPE-Ergebnisse herangezogen wurden“, sagte Krawczynski, der auch Mitglied des IXPE-Wissenschaftsteams und Fakultätsmitglied des McDonnell Center for the Space Sciences an der WashU ist.
Das 3.500 Pfund schwere XL-Calibur-Gerät ist auf einer Gondel montiert, die von einem stadiongroßen Forschungsballon getragen wird, der es in die Stratosphäre hebt. Das Instrument wird in einer Höhe von etwa 125.000 Fuß (38.100 Meter) über 99,97 Prozent der Erdatmosphäre Messungen durchführen. Dies ist der zweite Flug für XL-Calibur.
„Natürlich würden wir gerne so lange wie möglich in der Luft bleiben, um so viele Daten wie möglich zu sammeln“, sagte Ephraim Gau, ein Physikstudent im Fachbereich Geistes- und Naturwissenschaften, der an XL-Calibur arbeitet und für den Start in Esrange stationiert ist. „Wir hatten uns vorgenommen, mindestens 4 bis 5 Tage lang Daten im Flug zu sammeln, aber das hängt wirklich von den Stratosphärenwinden zu einem bestimmten Zeitpunkt ab.“
„Ungeachtet dessen hat dies das Potenzial, einer der wissenschaftlich erfolgreichsten Flüge von XL-Calibur oder seinen Vorgängern zu werden, da es die jüngsten Ergebnisse von IXPE so gut ergänzt“, sagte Gau. „Ich möchte insbesondere den vielen früheren Doktoranden und Postdoktoranden danken – darunter Lindsey Lisalda, Andrew West und Quin Abarr -, die jahrelang daran gearbeitet haben, dieses Experiment Wirklichkeit werden zu lassen.“
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Die Zuschauer können den Flug von XL-Calibur verfolgen, indem sie auf die Flugverfolgungskarten der NASA zugreifen. Webseite.