چشم رصدخانه پرتو ایکس تازه ناسا به نادیدنی های کیهان باز شد - وبسایت دانشجویی

کاوشگر تصویربرداری قطبش سنجی پرتو ایکس (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) یا ایکس پی (IXPE) پس از گذشت اندکی بیش از یک ماه در فضا، هم اکنون فعالیت علمی خود را شروع کرده است و روی برخی از داغ ترین و پرانرژی ترین اجرام کیهان مطالعه می کند.

با تلاش مشترک ناسا و آژانس فضایی ایتالیا، IXPE نخستین رصدخانه فضایی است که به مطالعه قطبش پرتوهای ایکس که از اجرامی مانند ستاره های منفجر شده و سیاهچاله ها گسیل می شوند، می پردازد. قطبش، چگونگی جهت گیری پرتو ایکس را در هنگام حرکت در فضا توصیف می کند و اطلاعات ارزشمندی در اختیار دانشمندان قرار می دهد.

مارتین ویسکوپف (Martin Weisskopf) پژوهشگر اصلی این مأموریت در مرکز پرواز فضایی مارشال ناسا در هانتسویل آلاباما گفت: شروع مشاهدات علمی IXPE فصل تازه ای را برای نجوم پرتو ایکس باز می کند. یک چیز قطعی است و آن این است که می توانیم انتظار کشف چیزهایی غیرمنتظره را داشته باشیم.

IXPE در 9 دسامبر (18 آذر) با موشک فالکون 9 اسپیس ایکس به مدار 600 کیلومتری بالای استوای زمین پرتاب شد. در ادامه فرایند استقرار، تیرک رصدخانه، که فاصله لازم برای تمرکز پرتوهای ایکس بر روی آشکارسازها را فراهم می کند، 15 دسامبر (24 آذر) با موفقیت باز شد. تیم IXPE سه هفته بعدی را هم صرف بررسی توانایی های رصدخانه در مانور، هدف گیری اجرام و هم ترازی تلسکوپ کرد.

در طول این آزمایش ها تیم مأموریت، IXPE را به سمت دو هدف کالیبراسیون نشانه رفت: 1ES 1959+650 یک هسته کهکشانی نیرو گرفته از سیاهچاله که جت هایی را به فضا پرتاب می کند و SMC X-1 یک ستاره مرده در حال چرخش که به آن ها تپ اختر گفته می شود. روشنایی این دو منبع باعث شد تیم IXPE به آسانی دریابد که پرتو ایکس در کجا بر روی آشکارسازهای حساس به قطبش متمرکز می شود و تنظیمات کوچکی را برای تراز شدن تلسکوپ انجام دهد.

گام بعدی IXPE

این رصدخانه پرتو X در 11 ژانویه 2022 (21 دی 1400) شروع به رصد نخستین هدف علمی رسمی خود یعنی ذات الکرسی اِی (Cassiopeia A) یا as A کرد. بقایایی ستاره ای بزرگ که حدود 350 سال پیش با یک ابرنواختر در کهکشان راه شیری منفجر شد. ابرنواخترها سرشار از انرژی مغناطیسی هستند و ذرات را تا نزدیک به سرعت نور شتاب می دهند که باعث می شود به آزمایشگاه هایی مطلوب برای مطالعه فیزیک شرایط شدید در فضا تبدیل شوند.

IXPE جزئیاتی را درباره ساختار میدان مغناطیسی Cas A ارائه می دهد که به روش های دیگر قابل مشاهده نیست. با مطالعه قطبش پرتو ایکس، دانشمندان می توانند ساختار دقیق میدان مغناطیسی و مکان هایی را که این ذرات سرعت می گیرند، کشف کنند.

مشاهدات IXPE از Cas A حدود سه هفته طول خواهد کشید. ویسکوپف گفت: مقدار گیری قطبش اشعه ایکس آسان نیست. شما باید نور زیادی را جمع آوری کنید و نور غیرقطبی هم مانند نویز پس زمینه عمل می کند. بنابراین تشخیص سیگنال قطبی (پلاریزه) ممکن است کمی طول بکشد.

مأموریت IXPE

IXPE داده های علمی را چندین بار در روز به یک ایستگاه زمینی که از طریق آژانس فضایی ایتالیا در مالیندی کنیا اداره می شود، می فرستد. داده ها از ایستگاه مالیندی به مرکز عملیات مأموریت IXPE در آزمایشگاه فیزیک جوی و فضایی (LASP) دانشگاه کلرادو بولدر و سپس برای پردازش و تجزیه وتحلیل به مرکز عملیات علمی IXPE در مرکز پرواز فضایی مارشال ناسا می رود و در نهایت داده های علمی IXPE از مرکز تحقیقات علوم اخترفیزیک با انرژی بالا در مرکز پروازهای فضایی گادرد ناسا در گرین بلت مریلند، دردسترس عموم قرار خواهد گرفت.

تیم عملیات علمی مارضال همچنین با تیم عملیات مأموریت در LASP برای برنامه ریزی رصدهای علمی هماهنگ است. این مأموریت قصد دارد در سال نخست بیش از 30 هدف برنامه ریزی شده را مشاهده کند. IXPE سیاهچاله های پرجرم دوردست را با جت های ذرات پرانرژی که کهکشان های میزبان آن ها را روشن می کند، مطالعه خواهد کرد. این مأموریت همچنین خمیدگی فضا-زمان را در اطراف سیاهچاله های با جرم ستاره ای کاوش می کند و چرخش آن ها را مقدار می گیرد. دیگر اعداف برنامه ریزی شده برای این رصدخانه فضایی شامل انواع مختلف ستاره های نوترونی، مانند تپ اخترها و مگنتارها هستند. تیم علمی همچنین حدود یک ماه را برای مشاهده اجرام جالب دیگری که ممکن است در آسمان ظاهر شوند یا به طور غیرمنتظره ای درخشان شوند، اختصاص داده است.

IXPE یک همکاری میان ناسا و آژانس فضایی ایتالیا است اما همکاران علمی از 12 کشور در آن مشارکت دارند. مدیریت عملیات فضاپیما هم بر عهده بال ایرواسپیس (Ball Aerospace) در برومفیلد کالیفرنیا است.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از رصدخانه IXPE در مدار زمین

Credit: NASA/MSFC

منبع: Phys.Org