Die kommende Raumsonde XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission, ausgesprochen „crism“) wird die heißesten Regionen, größten Strukturen und Objekte mit der stärksten Schwerkraft im Universum untersuchen.
Unter der Leitung der JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) wird XRISM mithilfe der Spektroskopie, der Untersuchung der Wechselwirkung von Licht und Materie, einen Blick in diese kosmischen Extreme werfen. In diesem Erklärfilm erklärt uns die Videoproduzentin Sophia Roberts vom Goddard Space Flight Center der NASA, wie das Verständnis der Spektroskopie unser Wissen über das Universum vertieft.
„Ich denke, wir sind alle begeistert von den wunderschönen Bildern, die wir von Missionen wie dem James Webb-Weltraumteleskop der NASA erhalten“, sagte Roberts. „Aber nachdem ich mich eingehend mit der Spektroskopie befasst habe, schätze ich den kritischen Kontext, den sie den Wissenschaftlern über die Geschichte hinter diesen Bildern bietet, wirklich zu schätzen.“
Das Mikrokalorimeter-Spektrometer von XRISM mit dem Namen Resolve ist eine Zusammenarbeit zwischen JAXA und der NASA. Es wird Spektren erstellen, Messungen der Lichtintensität über einen Energiebereich für Röntgenstrahlen von 400 bis 12.000 Elektronenvolt. (Zum Vergleich: Die Energie des sichtbaren Lichts liegt zwischen etwa 2 und 3 Elektronenvolt.)
Zu diesem Zweck misst Resolve winzige Temperaturänderungen, die entstehen, wenn ein Röntgenstrahl auf seinen 6 x 6 Pixel großen Detektor trifft. Um diesen winzigen Anstieg zu messen und die Energie der Röntgenstrahlung zu bestimmen, muss der Detektor auf etwa minus 460° Fahrenheit (ungefähr minus 270° Celsius) abkühlen, also nur einen Bruchteil eines Grads über dem absoluten Nullpunkt. Seine Betriebstemperatur erreicht das Gerät nach einem mehrstufigen mechanischen Kühlprozess in einem kühlschrankgroßen Behälter mit flüssigem Helium.
Erfahren Sie mehr über Spektroskopie, den Tanz zwischen Materie und Licht und wie NASA-Missionen Wissenschaftlern dabei helfen, wichtige Fragen zu unserem Universum zu beantworten. Bildnachweis: Goddard Space Flight Center der NASA
Resolve wird Astronomen dabei helfen, mehr über die Zusammensetzung und Bewegung von extrem heißem Gas in Galaxienhaufen, nahezu lichtschnelle Partikeljets, die von Schwarzen Löchern in aktiven Galaxien angetrieben werden, und andere kosmische Geheimnisse zu erfahren.
Das Webb-Teleskop erfasst ähnliche Spektren, jedoch für Infrarotlicht. Webbs Spektren haben die Zusammensetzung von Gas in der Nähe aktiver Schwarzer Löcher enthüllt und die Bewegung dieses Materials zum Betrachter hin oder von ihm weg kartiert. Daten vom Resolve-Instrument von XRISM werden bei höheren Energien dasselbe bewirken und dabei helfen, ein vollständigeres Bild dieser Objekte zu zeichnen.
XRISM ist eine Gemeinschaftsmission zwischen JAXA und NASA unter Beteiligung der ESA (Europäische Weltraumorganisation). Der Beitrag der NASA umfasst die wissenschaftliche Beteiligung der Canadian Space Agency.