Athena - teleskop rentgenowski nowej generacji

 Athena
Projekt nowego satelity rentgenowskiego Athena.
Źródło: news.sciencemag.org
Europejska Agencja Kosmiczna 27. czerwca tego roku ogłosiła, że podjęta została decyzja o wyborze kolejnej dużej, naukowej misji kosmicznej. Będzie to instrument dedykowany obserwacjom  nieba w zakresie rentgenowskim. Advanced Telescope for High-Energy Astrophysics, w skrócie Athena, czyli zaawansowany teleskop dla astrofizyki wysokich energii, ma być największym teleskopem rentgenowskim jaki dotąd zbudowano. Start misji zaplanowano na 2028 rok, a jej koszt szacuje się na około 1 miliarda euro.

Ogłoszenie budowy Atheny stanowi kolejny krok naprzód na krętej drodze do stworzenia nowego, dużego obserwatorium rentgenowskiego. Dobrych kilka lat temu, ESA, NASA oraz japońska agencja kosmiczna JAXA rozpoczęły wspólną pracę nad misją IXO (International X-ray Observatory, Międzynarodowe Obserwatorium Promieni X). Niestety, głównie za przyczyną zmian polityki NASA, współpraca się rozpadła. W zeszłym roku ESA, podczas jednego ze swoich spotkań, przyglądała się 30 pomysłom na przyszłe duże misje. Wśród nich europejska grupa IXO zaprezentowała nieco zmniejszą wersję teleskopu rentgenowskiego, którą nazwano Athena. W listopadzie zeszłego roku ESA ogłosiła, że wybrała dwa kierunki badań na przyszłe potencjalne misje: gorący i energetyczny wszechświat, który będzie celem misji wystrzelonej w 2028 roku oraz grawitacyjny wszechświat zaplanowany na 2034 rok. W obrębie pierwszego kierunku badań Athena wydawała się bezkonkurencyjna, ale zaangażowani w nią badacze przez ponad pół roku kontynuowali prace nad dokumentacją projektu by nadać jej ostatnie szlify. I wysiłek się opłacił! “To była długa i męcząca droga, ale jesteśmy zadowoleni”, komentuje Andrew Fabian, astrofizyk z Uniwersytetu Cambridge, członek zespołu koordynującego prace nad Atheną.

Powierzchnia zbierająca specjalnie do tego celu zaprojektowanych luster będzie 30 razy większa niż w obecnych teleskopach, takich jak należąca do NASA Chandra oraz XMM-Netwon należący do ESA. Dzięki temu poprawi się rozdzielczość, ale także jakość widm rentgenowskich. Promienie rentgena mogą być jedynie skupiane przy wykorzystaniu tzw. efektu ślizgania, kiedy to fotony padają pod bardzo małymi kątami w stosunku do powierzchni metalowego lustra. Zwierciadła Atheny będą zbudowanie przy wykorzystaniu dużej ilości taśm krzemowych wykonanych przy użyciu metod znanych z technologii półprzewodników. “To duży krok naprzód” podkreśla Fabian.

Athena będzie działała w trybie otwartym, tzn każdy astronom będzie mógł zgłosić swój wniosek o przyznanie czasu obserwacyjnego. Głównym celem misji będzie jednak badanie gorącego ośrodka międzygalaktycznego oraz supermasywnych czarnych dziur. Obecne obserwacje pokazują, że największa część zwykłej materii Wszechświata jest w formie gorącego gazu znajdującego się pomiędzy galaktykami. Naukowcy chcą mu się dokładnie przyjrzeć, aby zrozumieć jakie zjawiska w nim zachodzą. Dzięki możliwościom spektralnym Atheny, badacze będą mogli analizować widma nie tylko po to, by wyznaczyć skład chemiczny gazu, ale również dzięki przesunięciu Dopplerowskiemu, zobaczyć jak on się porusza.

Supermasywne czarne dziury, które znajdują się w sercach większości dużych galaktyk, także kryją w sobie wiele tajemnic. Jedną z nich jest ich zadziwiająco silny wpływ na własności całej galaktyki macierzystej, biorąc pod uwagę ich stosunkowo niewielki rozmiar. Athena będzie mogła przyjrzeć gorącemu gazowi, który wiruje wokół supermasywnych czarnych dziur i dzięki temu naukowcy zbadają jego wpływ na całą galaktykę.

Obserwacje Atheny wypełnią lukę w widmie elektromagnetycznym, która do tej pory nie ma jeszcze pokrycia w ramach nadchodzącej nowej generacji dużych obserwatoriów. Wiele z nich aktualnie jest już w budowie lub w fazie zaawansowanych projektów. Wśród nich można wymieć w zakresie: radiowym Square Kilometer Array (SKA), krótkich fal radiowych Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), podczerwonym James Webb Space Telescope (JWST), optycznym European Extremely Large Telescope (E-ELT) oraz gamma Cherenkov Telescope Array (CTA). Athena swoimi możliwościami będzie dorównywać tym projektom i dzięki temu będą możliwe wielozakresowe obserwacje, które są kluczowe dla pełnego zrozumienia natury obiektów astronomicznych.

Zespół pracujący nad Atheną musi teraz zająć się przygotowaniem szczegółowego projektu satelity oraz jej budżetu. Dopiero wtedy ESA ostatecznie da zielone światło do rozpoczęcia budowy, którą zaplanowano na 2019 rok.


Hubert Siejkowski | Źródło: news.sciencemag.org

Liczba odsłon: 1365