EP-WXT pathfinder fanger de første vidfelts øyeblikksbilder av røntgenuniverset

EP-WXT Pathfinder, den eksperimentelle versjonen av en modul som til slutt vil bli en del av bredfelt røntgenteleskopet (WXT) ombord på den astronomiske satellitten Einstein Probe (EP), slapp sine første resultater 27. august fra en tidligere testflyging . Disse inkluderer et 800-sekunders røntgen-time-lapse-fotografi av en region i det galaktiske sentrum, et tett område i kjernen av vår hjemmegalakse, Melkeveien.

Disse markerer de første vidfelts røntgenbildene av universet vårt som er tilgjengelige for publikum så langt, fanget av det første virkelig bredfelts røntgenfokuserende bildeteleskopet som noen gang har fløyet i verdensrommet.

Resultatene ble rapportert av forskere fra det kinesiske vitenskapsakademiet (CAS) ved den andre kinesiske romvitenskapsforsamlingen som ble holdt i Taiyuan, Kina.

Siden den første påvisningen av røntgensignaler fra dypet av universet for 60 år siden, har ikke noe bredfelt røntgenfokuseringsteleskop vært tilgjengelig for røntgenundersøkelser og overvåking frem til Pathfinder.

Pathfinder ble sendt i bane for å verifisere modulens ytelse i bane. Den eksperimentelle reisen er ment å bane vei for den fremtidige vitenskapelige operasjonen i bane av EP når den gjør observasjoner i det myke røntgenbølgebåndet.

EP vil utforske åpne spørsmål innen tidsdomeneastrofysikk gjennom observasjon av transienter. Oppdraget er sponset av CAS i samarbeid med European Space Agency (ESA) og Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics og forventes å fly innen utgangen av 2023.

WXT-testmodulen dekker et synsfelt på opptil 340 kvadratgrader (18,6°×18,6°) bredt, noe som gjør det til det første virkelig bredfelts røntgenfokuserende bildeteleskopet. Røntgenbilde ved bøying lysstråler (fokusering) er notorisk vanskelig på grunn av den høye energien til røntgenfotoner; og det er enda vanskeligere å få klare bilder fra et bredt synsfelt. Takket være en toppmoderne teknologi kalt hummerøye mikropore-optikk, har testmodulen et synsfelt som er minst 100 ganger større enn andre fokuserende røntgenbilder. Den komplette WXT å fly ombord på EP vil bestå av 12 slike identiske moduler, som dekker et synsfelt på opptil 3600 kvadratgrader bredt.

Under testflygingen gjennomførte Pathfinder totalt fire dager med eksperimentelle observasjoner i bane og oppnådde autentiske røntgenspektre og bilder basert på reelle målinger.

Nøkkelkomponentene i Pathfinder inkluderer røntgenbildespeilsammenstillingen, som har en rekke 36 mikropore hummerøyeplater og en fokalplandetektor som består av fire sett med storformatavbildningssensorer.

Selv om disse resultatene fortsatt er foreløpige og omfattende databehandling må gjøres prøveflyging demonstrerer at selv en ettskuddsobservasjon kan dekke røntgenkilder fra alle retninger innenfor den observerte himmelflekken, inkludert sorte hull med stjernemasse og nøytronstjerner. Observasjonen fanget også lysere røntgenstråler fra et binært system som inneholder en nøytronstjerne. Dataene fra disse observasjonene gir informasjon om hvordan røntgenstråling fra slike himmellegemer endrer seg over tid, samt røntgenspektra til disse himmellegemene. Bildene og spektrene som er et resultat av testobservasjonene er svært konsistente med simuleringer.

Instrumentet målrettet også en rekke andre røntgenkilder, inkludert den store magellanske skyen (LMC), en av våre nabogalakser. Resultatene viser at selv en ett-skuddsobservasjon kan dekke hele denne galaksen, og oppdage flere røntgenkilder, inkludert sorte hull, nøytronstjerner og supernova-rester. Instrumentets klare avbildning av en fjern kvasar, 3C 382, ​​i en avstand på 810 millioner lysår, avslører dets kapasitet til å oppdage relativt svake røntgenkilder. I sine fremtidige observasjoner forventes avbildningsapparatet å effektivt overvåke røntgenvariabiliteten til himmellegemer og oppdage nye forbigående kilder.

Ifølge Dr. Yuan Weimin, hovedetterforsker (PI) for EP-oppdraget og forsker ved National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences (NAOC), viser de første resultatene at “instrumentet fungerer jevnt” og oppfyller kravene til EP WXT-modul. “Det er spennende å se den tiår lange innsatsen bære sin første frukt,” sa han.

Andre forskere involvert i EP-oppdraget var også fornøyde.

Dr. Zhang Chen, PI for WXT-speilmonteringen, sa at resultatene lover “rikelig med data av høy kvalitet” etter at sonden er lansert.

Prof. Paul O’Brien, ESA-utnevnt vitenskapsmann for EP-oppdraget og forsker ved University of Leicester, sa at resultatene er “virkelig imponerende.”

“Vi har ventet på en ekte bredfelt, myk røntgenkamera i mange tiår, så det er fantastisk å se WXT-testmodulen på flukt på EP-WXT Pathfinder,” sa prof. Richard Willingale, prof. O’ Briens kollega ved University of Leicester.

---

---