หอดูดาว XRISM ของญี่ปุ่น (ภารกิจการถ่ายภาพรังสีเอกซ์และสเปกโทรสโกปี) ของ NASA และ JAXA เปิดเผยภาพครั้งแรกที่ ข้อมูลที่ไม่เคยมีมาก่อนซึ่งจะรวบรวมเมื่อปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์เริ่มในปลายปีนี้ ทีมวิทยาศาสตร์ของดาวเทียมได้เผยแพร่ภาพกระจุกกาแลคซีหลายร้อยแห่งและสเปกตรัมของเศษดาวฤกษ์ในกาแลคซีใกล้เคียง ซึ่งช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาองค์ประกอบทางเคมีของมันโดยละเอียดได้
Richard Kelly นักวิจัยหลักของ XRISM จากศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของ NASA ในเมืองกรีนเบลต์ รัฐแมริแลนด์ กล่าวว่า "XRISM จะทำให้ชุมชนวิทยาศาสตร์นานาชาติได้เห็นท้องฟ้ารังสีเอกซ์ที่ซ่อนอยู่" และเรียนรู้องค์ประกอบทางเคมี การเคลื่อนไหว และสถานะทางกายภาพของพวกมัน "
โครงการ XRISM ดำเนินการภายใต้การนำของ JAXA (สำนักงานสำรวจอวกาศญี่ปุ่น) โดยความร่วมมือกับ NASA ตลอดจนด้วยความช่วยเหลือของ ESA (European Space Agency) เปิดตัวเมื่อวันที่ 6 กันยายน 2023
ได้รับการออกแบบมาเพื่อตรวจจับรังสีเอกซ์ที่มีพลังงานสูงถึง 12000 อิเล็กตรอนโวลต์ และจะศึกษาบริเวณที่ร้อนที่สุดในจักรวาล ซึ่งเป็นโครงสร้างและวัตถุที่ใหญ่ที่สุดที่มีแรงโน้มถ่วงมากที่สุด เพื่อการเปรียบเทียบ พลังงานของแสงที่ตามองเห็นคือ 2 ถึง 3 อิเล็กตรอนโวลต์ ภารกิจนี้มีเครื่องมือสองชิ้น ได้แก่ Resolve และ Xtend โดยแต่ละชิ้นมุ่งเน้นไปที่ชุดกระจกเอ็กซ์เรย์ที่ออกแบบและสร้างขึ้นที่ก็อดดาร์ด
Resolve เป็นเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ไมโครแคลอริเมตริกที่พัฒนาโดย NASA และ JAXA มันทำงานที่อุณหภูมิเพียงเสี้ยวหนึ่งขององศาเหนือศูนย์สัมบูรณ์ภายในภาชนะฮีเลียมเหลวขนาดเท่าตู้เย็น
เมื่อรังสีเอกซ์กระทบกับเครื่องตรวจจับ Resolve ขนาด 6 x 6 พิกเซล อุปกรณ์จะทำความร้อนตามปริมาณที่ขึ้นอยู่กับพลังงานของอุปกรณ์ ด้วยการวัดพลังงานของลำแสงเอ็กซเรย์แต่ละลำ เครื่องมือนี้จะให้ข้อมูลข้อมูลเกี่ยวกับแหล่งกำเนิดที่ไม่เคยมีมาก่อน
ทีมงานสำรวจใช้ Resolve เพื่อศึกษา N132D ซึ่งเป็นเศษซูเปอร์โนวาและแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ที่สว่างที่สุดแห่งหนึ่งในเมฆแมเจลแลนใหญ่ ซึ่งเป็นกาแลคซีแคระที่อยู่ห่างออกไปประมาณ 160000 ปีแสงในกลุ่มดาวโดราโดทางตอนใต้ เศษซากที่ขยายตัวนี้ประเมินว่ามีอายุประมาณ 3000 ปี และก่อตัวขึ้นเมื่อดาวฤกษ์ที่มีมวลประมาณ 15 เท่ามวลดวงอาทิตย์หมดเชื้อเพลิง พังทลายและระเบิด
สเปกตรัม Resolve แสดงพีคที่เกี่ยวข้องกับซิลิคอน ซัลเฟอร์ แคลเซียม อาร์กอน และเหล็ก นี่เป็นสเปกตรัมรังสีเอกซ์ที่มีรายละเอียดมากที่สุดเท่าที่เคยมีมา และแสดงให้เห็นถึงคุณค่าทางวิทยาศาสตร์อันน่าทึ่งของภารกิจนี้ เมื่อปฏิบัติการปกติเริ่มขึ้นในปี 2024
“องค์ประกอบเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นในดาวดวงแรกเริ่มแรก และถูกปล่อยออกมาเมื่อมันระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวา” Brian Williams นักวิทยาศาสตร์จากโครงการ XRISM ของ NASA ที่ Goddard กล่าว “การแก้ไขจะช่วยให้เรามองเห็นรูปร่างของเส้นเหล่านี้ในแบบที่ไม่เคยเป็นไปได้มาก่อน ช่วยให้เราสามารถระบุไม่เพียงแต่เนื้อหาขององค์ประกอบต่างๆ เท่านั้น แต่ยังรวมถึงอุณหภูมิ ความหนาแน่น และทิศทางการเคลื่อนที่ด้วยความแม่นยำอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน จากที่นี่เราสามารถรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับดาวต้นกำเนิดและการระเบิดได้"
เครื่องมือชิ้นที่สองของ XRISM คือ Xtend คือเครื่องถ่ายภาพรังสีเอกซ์ความร้อนที่พัฒนาโดย JAXA ช่วยให้ XRISM มีขอบเขตการมองเห็นที่กว้าง ทำให้สามารถสังเกตพื้นที่ที่มีขนาดใหญ่กว่าขนาดที่ปรากฏโดยเฉลี่ยของพระจันทร์เต็มดวงประมาณ 60%
เอ็กซ์เท็นด์ถ่ายภาพรังสีเอกซ์ของเอเบลล์ 2319 ซึ่งเป็นกระจุกกาแลคซีอุดมสมบูรณ์ซึ่งอยู่ห่างออกไปประมาณ 770 ล้านปีแสงในกลุ่มดาวหงส์ทางตอนเหนือ มันเป็นกระจุกรังสีเอกซ์ที่สว่างที่สุดอันดับที่ห้าบนท้องฟ้า และกำลังอยู่ระหว่างการรวมตัวครั้งใหญ่
"ก่อนที่กระบวนการทดสอบการใช้งานจะเสร็จสิ้น Resolve ก็เกินความคาดหมายของเราเสียอีก" Lillian Reichenthal ผู้จัดการโครงการ NASA XRISM ของ Goddard กล่าว "เป้าหมายของเราคือการบรรลุความละเอียดสเปกตรัมที่ 7 อิเล็กตรอนโวลต์สำหรับเครื่องมือ แต่ตอนนี้เมื่อมันอยู่ในวงโคจรแล้ว เราก็บรรลุเป้าหมายที่ 5 แล้ว ซึ่งหมายความว่าเราจะได้แผนที่เคมีที่ละเอียดยิ่งขึ้นในทุกสเปกตรัมที่ XRISM จับได้"
Resolve ทำงานได้ดีเป็นพิเศษและกำลังทำวิทยาศาสตร์ที่น่าตื่นเต้นอยู่แล้ว แม้ว่าจะมีปัญหากับประตูรูรับแสงที่ปิดเครื่องตรวจจับก็ตาม ประตูที่ได้รับการออกแบบมาเพื่อปกป้องเครื่องตรวจจับก่อนปล่อย แต่ไม่สามารถเปิดได้ตามที่ตั้งใจไว้หลังจากพยายามหลายครั้ง พวกมันปิดกั้นรังสีเอกซ์พลังงานต่ำ โดยหยุดภารกิจได้อย่างมีประสิทธิภาพที่ 1700 อิเล็กตรอนโวลต์ เทียบกับที่วางแผนไว้ 300 โวลต์ ทีมงาน XRISM จะดำเนินการตรวจสอบความผิดปกติต่อไปและสำรวจแนวทางต่างๆ ในการเปิดประตู อุปกรณ์ Xtend ไม่ได้รับผลกระทบ
อ่าน: