Am 6. September verließ ein neuer Satellit die Erde; Seine Mission ist es, uns etwas über die Bewegungen heißer Plasmaströme im Universum zu erzählen.
Der vom Tanegashima Space Center in Japan gestartete Satellit X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission (XRISM) wird Röntgenwellenlängen mit beispielloser Präzision erfassen, um in die Herzen von Galaxienhaufen zu blicken und die Funktionsweise von Schwarzen Löchern und Supernovae aufzudecken um uns etwas über den elementaren Aufbau des Universums zu erzählen.
XRISM, ausgesprochen „crism“, ist eine Gemeinschaftsmission der Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) und der NASA unter Beteiligung der Europäischen Weltraumorganisation.
Im Gegensatz zu bestehenden Röntgenteleskopen wird XRISM in der Lage sein, verschiedene Farben des Röntgenlichts zu unterscheiden und Wissenschaftlern damit außerordentlich viele Informationen zu liefern. Es verfügt über ein neuartiges Instrument, das Röntgenstrahlen anhand winziger Temperaturschwankungen erkennt. Es wird in der Lage sein, zu identifizieren, welche chemischen Elemente in dem betrachteten Objekt vorhanden sind – wie Eisen, Nickel, Sauerstoff oder Silizium – und wie häufig sie vorkommen. XRISM wird auch in der Lage sein, die Geschwindigkeiten von Gasbewegungen abzulesen.
„Mit XRISM werden wir eine ganz neue Sicht auf das heiße und energiereiche Universum haben“, sagte die Astrophysikerin Irina Zhuravleva von der University of Chicago, eine an dem Projekt beteiligte NASA-Wissenschaftlerin und Vorsitzende des diffusen extragalaktischen Wissenschaftsteams im Rahmen der Zusammenarbeit. „Wir werden Sternexplosionen, Wechselwirkungen von Schwarzen Löchern mit ihren Wirtsgalaxien und heftige Verschmelzungen von Galaxienhaufen in noch nie dagewesenen Details beobachten, aber am aufregendsten – die unerwarteten Entdeckungen, die immer mit neuen Missionen einhergehen.“
Extreme Fragen
Röntgenstrahlen werden von einigen der energiereichsten und extremsten Phänomene im Weltraum erzeugt: explodierenden Sternen, der Materie, die um supermassereiche Schwarze Löcher kreist, und Verschmelzungen von Galaxienhaufen – den größten Objekten im Universum, die Tausende von Galaxien enthalten, die durch die Schwerkraft verbunden sind.
Wissenschaftler an der UChicago werden die ersten Beobachtungen mehrerer massiver Galaxienhaufen und Galaxiengruppen analysieren. Eine große Frage betrifft supermassive Schwarze Löcher, die sich in den Zentren von Galaxienhaufen befinden. Wissenschaftler wissen, dass diese Schwarzen Löcher Energie an die sie umgebende Umgebung abgeben, die die Geschwindigkeit der Sternentstehung reguliert. Doch wie genau diese Schwarzen Löcher mit ihren Heimatgalaxien interagieren, bleibt eine offene Frage.
„Bisher haben wir die Physik dieser Wechselwirkungen anhand von ‚statischen‘ Bilddaten untersucht“, erklärte Zhuravleva, Assistenzprofessorin für Astronomie und Astrophysik bei Clare Boothe Luce. „Mit XRISM werden wir Geschwindigkeiten von Gasbewegungen messen, die von supermassereichen Schwarzen Löchern angetrieben werden, und die Vermischung verschiedener Gase und Metalle untersuchen.“
Ähnliche Messungen der äußeren Regionen von Galaxienhaufen werden auch Aufschluss darüber geben, wie Energie im Universum übertragen wird.
Darüber hinaus wird XRISM die Häufigkeit verschiedener chemischer Elemente und die Verteilung von Metallen innerhalb und außerhalb von Galaxien präzise messen und so aufdecken, welche Art explodierender Sterne für die aktuelle chemische Zusammensetzung des Universums verantwortlich sind.
Eine neue Ära
Da die Erdatmosphäre Röntgenstrahlen blockiert, müssen diese Beobachtungen vom Weltraum aus durchgeführt werden. Einen Satelliten zu starten und alle Instrumente vom Weltraum aus zu steuern – eine außergewöhnliche Herausforderung. Es wurden bereits drei Versuche unternommen, ähnliche Satelliten zu starten und zu betreiben, die jedoch fehlschlugen. Wissenschaftler hoffen, dass das vierte Mal den Ausschlag für den Erfolg der Mission gibt.
Nach seinem Start wird der Satellit XRISM getestet und kalibriert, um sicherzustellen, dass alle Instrumente bereit sind, später in diesem Jahr mit dem Beobachtungsprogramm zu beginnen.
„XRISM wird eine neue Ära der hochauflösenden Röntgenspektroskopie eröffnen“, sagte Zhuravleva. „Wir freuen uns sehr über diese Mission und bereiten uns auf die Analyse der mit Spannung erwarteten Daten vor.“