Инновационная рентгеновская миссия готовится к запуску
Космический корабль Китайской академии наук (CAS) «Зонд Эйнштейн» готов к запуску в январе 2024 года. Оснащенный рентгеновскими приборами нового поколения с высокой чувствительностью и очень широким обзором, эта миссия будет исследовать небо и охотиться за мощными взрывами Рентгеновский свет исходит от загадочных небесных объектов, таких как нейтронные звезды и черные дыры. Зонд Эйнштейна — это результат сотрудничества CAS с Европейским космическим агентством (ESA) и Институтом внеземной физики Макса Планка (MPE), Германия. В обмен на вклад в развитие этой миссии и определение ее научных целей ЕКА получит доступ к 10% данных, полученных в результате наблюдений Зонда Эйнштейна. «Благодаря своей инновационной конструкции зонд «Эйнштейн» может с первого взгляда наблюдать за большими участками неба. Таким образом, мы можем обнаружить множество новых источников и в то же время изучать поведение рентгеновского света, исходящего от известных небесных объектов. длительные периоды», — говорит Эрик Куулкерс, научный сотрудник проекта ESA по исследованию зонда «Эйнштейн».
«Космос — наша единственная лаборатория для исследования наиболее энергетических процессов. Такие миссии, как «Зонд Эйнштейна», необходимы для улучшения нашего понимания этих процессов и изучения фундаментальных аспектов физики высоких энергий». В отличие от звезд, которые усеивают наше небо ночью и надежно обозначают созвездия, большинство космических объектов, сияющих в рентгеновских лучах, весьма изменчивы. Они постоянно то ярче, то тускнеют, и во многих случаях они появляются ненадолго, а затем исчезают на длительное время (тогда их называют временными) или навсегда. Рентгеновский свет астрономических источников, вызванный бурными космическими событиями, очень непредсказуем. Тем не менее, он несет фундаментальную информацию о некоторых из самых загадочных объектов и явлений в нашей Вселенной. Рентгеновские лучи связаны со столкновениями нейтронных звезд, взрывами сверхновых, падением материи на черные дыры или сверхплотные звезды, а также с выбросами высокоэнергетических частиц из дисков пылающего материала, вращающихся вокруг таких экзотических и загадочных объектов.
Зонд «Эйнштейн» улучшит наше понимание этих космических событий, обнаружив новые источники и отслеживая изменчивость объектов, сияющих в рентгеновских лучах по всему небу. Возможность регулярно обнаруживать новые источники рентгеновского излучения имеет фундаментальное значение для дальнейшего понимания происхождения гравитационных волн. Когда два сверхплотных массивных объекта, таких как две нейтронные звезды или черные дыры, сталкиваются, они создают волны в ткани пространства-времени, которые преодолевают космические расстояния и достигают нас. Некоторые детекторы Земли теперь могут зарегистрировать этот сигнал, но часто не могут определить источник. Если речь идет о нейтронных звездах, такой «космический крах» сопровождается огромным выбросом энергии во всем световом спектре, особенно в рентгеновских лучах. Позволяя ученым оперативно изучать эти кратковременные события, Зонд Эйнштейна поможет нам определить происхождение многих импульсов гравитационных волн, которые наблюдаются на Земле.
Для достижения всех своих научных целей космический корабль «Зонд Эйнштейна» оснащен приборами нового поколения, обладающими высокой чувствительностью и возможностью наблюдения больших участков неба: широкоугольным рентгеновским телескопом (WXT) и наблюдательным телескопом. Рентгеновский телескоп (FXT). WXT имеет оптический модульный дизайн, имитирующий глаза омара, и использует инновационную технологию Micro Pore Optics. Это позволяет инструменту наблюдать 3600 квадратных градусов (почти одну десятую небесной сферы) за один снимок. Благодаря этой уникальной возможности зонд «Эйнштейн» может внимательно следить почти за всем ночным небом, совершая три витка вокруг Земли (каждый виток занимает 96 минут). Новые источники рентгеновского излучения или другие интересные события, обнаруженные WXT, затем выявляются и детально изучаются с помощью более чувствительного FXT. Важно отметить, что космический корабль также передаст сигнал тревоги на землю, чтобы активировать другие телескопы на Земле и в космосе, работающие на других длинах волн (от радио до гамма-лучей). Они быстро укажут на новый источник для сбора ценных многоволновых данных, что позволит более тщательно изучить событие. ЕКА сыграло важную роль в разработке научных приборов «Зонда Эйнштейна». Он оказал поддержку в тестировании и калибровке детекторов рентгеновского излучения и оптики WXT.
ЕКА разработало зеркальную сборку одного из двух телескопов FXT в сотрудничестве с MPE и Media Lario (Италия). Зеркальный узел FXT основан на конструкции и технологии миссии XMM-Newton ЕКА и рентгеновского телескопа eROSITA. Компания MPE участвовала в сборке зеркал для другого телескопа FXT и разработала детекторные модули для обоих устройств FXT. ЕКА также предоставило систему для отклонения нежелательных электронов от детекторов (отклонитель электронов). На протяжении всей миссии наземные станции ЕКА будут использоваться для загрузки данных с космического корабля. ЕКА имеет долгую историю развития астрономии высоких энергий. XMM-Newton и Integral уже более двух десятилетий изучают Вселенную с помощью рентгеновских и гамма-лучей, что привело к значительному прогрессу в этой области. ЕКА также принимает участие в миссии рентгеновской визуализации и спектроскопии (XRISM), возглавляемой Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA) в сотрудничестве с НАСА, которая стартовала летом 2023 года. «Возможности зонда «Эйнштейн» прекрасно дополняют углубленные исследования отдельных космических источников, проводимые другими миссиями», — отмечает Эрик. «Этот рентгеновский зонд также является идеальным предшественником миссии ЕКА NewAthena, которая в настоящее время изучается и станет крупнейшей рентгеновской обсерваторией из когда-либо построенных».
