Úton a japán röntgencsillagászati műhold
(Rovat: Távoli világok kutatói, Japán a világűrben - 2016.02.18 07:15.)

Egy H-2A rakéta indította az Astro-H (Hitomi) műholdat. Mellette „potyautasként” három kisebb japán űreszköz is Föld körüli pályára került.

A start február 17-én, magyar idő szerint 9:45-kor történt Tanegashima szigetéről. A Japán Űrügynökség (JAXA) új generációs röntgencsillagászati űrtávcsövének tömege 2,7 tonna. A Föld körül 575 km magas, 31° hajlásszögű, kör alakú pályáról végzi majd a méréseit. Keringési ideje 96 perc.

Az Astro-H röntgenűrtávcső. (Fantáziakép: JAXA)

Az elektromágneses sugárzás nagy energiájú röntgen- és gamma-tartományában a földi légkör elnyelő hatása megakadályozza a csillagászati megfigyeléseket, ezért van szükség műholdakra telepíteni a berendezéseket. A japán űrcsillagászat hagyományosan erős területe a röntgentartomány. A mostani 1979 óta már a hatodik olyan űrteleszkópjuk, amely röntgenmegfigyelések végzésére készült. Az Astro-H japán vezetésű programjában társ az amerikai NASA, valamint kisebb mértékben részt vesz még benne nyolc más ország és az Európai Űrügynökség (ESA) is. Az Astro-H űrobszervatóriumként működik, vagyis nem az eget térképezi fel, hanem csillagászok kutatási javaslatait követve egyedi célpontokat figyel majd meg. A megfigyelési idejére az egész világból fogadnak pályázatokat. A nyílt, versenyalapú hozzáférés és a remélt minimum 10 éves működési élettartam garantálja, hogy az új űrteleszkóp meghatározó röntgencsillagászati eredményekhez, felfedezésekhez segíti majd a kutatókat.

Az Astro-H felépítése és műszerei. (Kép: JAXA)

A fedélzetre négy, a röntgensugarak fókuszálására alkalmas teleszkóp került. Kettő közülük a lágy röntgentartományban működik (SXT), 5,6 m-es fókusztávolsággal. Az egyikhez egy képalkotó detektor (SXI), a másikhoz egy spektrométer (SXS) tartozik. Az Astro-H rendelkezik még két kemény (vagyis nagyobb energiájú) röntgentartományban működő teleszkóppal (HXT). Ezek fókusztávolsága 12 m. A képalkotó detektorok (HXI) így egy a már a start után, a Föld körüli pályán kinyíló, 6 m hosszú szerkezet végén kaptak helyet. A lágy (kis energiájú), 600 MeV-ig terjedő gamma-tartományban működő detektorokhoz (SDG) nem tartozik fókuszálást végző távcső. Ezekből két darabot helyeztek el a műholdtest két oldalán.

Az Astro-H műszereinek érzékenységi tartománya. A vízszintes tengelyen, logaritmikus skálán az energia kilo- és megaelektronvolt egységekben. Kék színnel a lágy röntgenben érzékeny spektrométer (SXS), zölddel a hasonló sávban használandó képalkotó berendezés (SXI) spektrális tartománya látható. Narancssárga színű a kemény röntgentartományban érzékeny képalkotó berendezések (HRI) sávja. Az űrtávcső a kis energiájú gamma-tartományban is végez majd méréseket (SGD). (Kép: JAXA)

Az Astro-H tudományos célpontjai a „forró Univerzum” objektumai, ahonnan a nagy energiájú röntgen- és gamma-sugárzás érkezik. Ilyen hely például a fekete lyukak közvetlen környezete. A fekete lyukak többféle méretben fordulnak elő, a Nap tömegének kb. 100-szorosától egészen több milliárdszorosáig. Szinte minden galaxis középpontjában található szupernagy tömegű (legalább milliónyi Nap tömegével egyenértékű) fekete lyuk. Ezek egy része aktív, a környezetéből anyagot fog be. Ez az anyag egy a forgó fekete lyuk körül örvénylő korongban helyezkedik el. Forró belső része táplálja az aktív galaxismag röntgensugárzását. Ennek megfigyelésével többet tudhatunk meg a fekete lyukak kialakulásáról, fejlődéséről, az aktív galaxismagok működéséről, a környezetükre és magukra a galaxisokra kifejtett hatásukról.

A galaxishalmazok a Világegyetem legnagyobb struktúrái. A halmazokat alkotó galaxisok közti térben jelentős mennyiségű, ritka, igen forró gáz található, amely röntgensugárzást bocsát ki. A galaxisközi gáz össztömege többszöröse is lehet a galaxisokban koncentrálódó anyagénak. Emellett számottevő, elektromágneses sugárzást nem kibocsátó, a „normális” anyagnál akár ötször nagyobb tömegű ún. sötét anyag is megtalálható a halmazokban. A röntgentartományban megfigyelhető színképvonalak eltolódásának pontos mérésével feltérképezhető a halmazok dinamikája, így többek között a sötét anyag mennyiségére vonatkozó mérések is végezhetők. Az Astro-H fedélzetén elhelyezett, 50 millikelvin (!) hőmérsékletre hűtött mikrokaloriméter minden eddiginél érzékenyebb spektrális mérésekre alkalmas a lágy röntgentartományban.

Az Astro-H a neutroncsillagokat és csillagtömegű fekete lyukakat vizsgáló kutatók számára is fontos megfigyelőeszköz lesz.

Az Astro-H tudományos céljait, műszereit és működését bemutató látványos videó a JAXA-tól.

Japán hagyomány szerint a műhold azután kapott végleges nevet a technikai jellegű Astro-H helyett, miután sikeresen pályára állt és kinyitotta napelemtábláit. Ez a név a Hitomi, aminek a jelentése pupilla – hiszen a műhold egyfajta „szem”, amely a forró Univerzumra nyílik.