Fontos felfedezéseket tett a nagyenergiájú csillagászatban az ESA Integral űrtávcsöve. Születésnapja alkalmából érdemes eddigi felfedezéseire is visszatekinteni.
Az Európai Űrügynökség (ESA) Integral (International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory, azaz nemzetközi gamma-csillagászati asztrofizikai laboratórium) műholdját 2002. október 17-én Bajkonurból állították Föld körüli, erősen elnyúlt ellipszispályára. Perigeuma 9000 km magasan volt a Föld felszíne fölött, míg apogeumban 153 000 km-re távolodott, így 72 órás keringési ideje legnagyobb részét a Föld sugárzási övezetein kívül töltötte, ahol kisebb a háttérsugárzás, vagyis pontosabb észlelések lehetségesek. A 4 tonnás műholdat Proton hordozórakétával állították pályára, az 5 méter magas, 3,7 méter átmérőjű űrtávcső napelemtáblái 16 méter fesztávolságúak. Az ESA eredetileg 2018. december 31-ig szándékozott működtetni az Integralt. 2015-ben a fedélzeten rendelkezésre álló üzemanyag felének felhasználásával (az űrszemét minimalizálásának jegyében), négy manőverrel olyan pályára állították az Integralt, amelyen 2029-ben a Föld légkörébe belépve megsemmisül, azonban arra számítanak, hogy a 2020-as évek elejéig a műszerek működőképesek maradnak és értékes észleléseket végezhetnek.
Az Integral pályájának alakulását bemutató animáció a 2015-ben végrehajtott pályamódosító manőverek részleteivel. (Forrás: ESA / ScienceOffice.org)
Az integral pályája a 2002. október 17-i indítástól 2017. októberig, a 2015-ös manőverek helyével. (Kép: ESA / ScienceOffice.org, CC BY-SA 3.0 IGO)
Az Integral minden idők legnagyobb érzékenységű gamma-obszervatóriuma. Létrehozásában az ESA összes (akkori) tagállama, partnereként Oroszország és az Egyesült Államok is közreműködött, de Csehország és Lengyelország is részt vett. Gamma-csillagászati műszerei a 15 keV és a 10 MeV közötti tartományban figyelik az univerzum legnagyobb energiájú jelenségeit. Emellett a fedélzetre került egy optikai tartományban működő kamera és egy 3–35 keV tartományban működő röntgendetektor, így az Integral az első olyan űrobszervatórium, amellyel az elektromágneses spektrum különböző tartományaiban szimultán észlelések lehetségesek. A küldetés irányítását a darmstadti ESOC végzi, a tudományos munka irányítása a madridi ESAC feladata, a tudományos adatközpont (ISDC, Integral Science Data Centre) Genfben működik, míg az adatok vételét a kirunai (Svédország) földi állomás végzi.
Az Integral 15 évét összefoglaló infografika a műhold négy tudományos műszerével és a felfedezések idővonalával. (Kép: ESA)
A műhold hasznos terhe 2 tonna (ez az ESA történetének legnagyobb, pályára állított műszeregyüttese), amelyben négy tudományos műszer kapott helyet. Az SPI (SPectrometer for Integral) hűtött germánium detektorokkal működő spektrométer a 20 keV és 8 Mev közti tartományban. Érzékenysége 1 MeV-en 2 keV. Az IBIS (Imager on-Board the Integral Satellite) képalkotó spektrális érzékenységének alsó határa átnyúlik a kemény röntgentartományba (15 keV), felső határa 10 MeV. Szögfelbontása 12 ívperc, ami a fényes források helyének 1 szögperc pontosságú meghatározását teszi lehetővé. A műszer egy 16 ezer pixeles kadmium-tellurid, és egy 4000 pixeles cézium-jodid kristályokból álló érzékelővel dolgozik. A lágy és kemény röntgentartományban dolgozó JEM-X a 3–35 keV energiákon végez észleléseket. Az optikai monitor (OMC) az 500–580 nm (sárga) hullámhosszakon működik.
Az Integral SPI spektrométere 100-szor érzékenyebb a korábban az űrbe juttatott hasonló műszereknél. A műszer a 20 keV–8 MeV energiatartományban dolgozik, érzékenysége 1,33 MeV energián 2,2 keV. (Kép: ESA)
Az Integral műhold IBIS képalkotó detektora. (Kép: ESA)
Az Integral tudományos eredményeinek mérföldkövei az ESA infografikájának idővonaláról olvashatók le. Első észlelését 2003. január 29-én végezte, az IGR J16318-4848 röntgenforrást figyelte meg. 2008-ban észlelte a Rák-köd polarizált gamma-sugárzását, ami betekintést engedett a kozmikus részecskegyorsítási folyamatokba.
A Tejútrendszer központi vidéke különösen gazdag a különböző röntgen- és gamma-forrásokban. Az animáció az Integral ezekre vonatkozó észleléseit foglalja össze (Forrás: ESA / C. Carreau & E. Kuulkers)
2010-ben észlelte az obszervatórium történetének legtávolabbi forrását, a GRB 100518A gamma-villanást. 2012-ben a Nagy Magellán-felhőben lévő 1987A szupernóva-maradvány sugárzásában az Integral észlelései alapján felfedezték a 44Ti emissziós vonalait, az izotóp megfigyelt mennyisége (0,03 naptömeg) bizonyítja, hogy ennek radioaktív bomlása jelenti a maradvány fő energiaforrását. 2014-ben az 56Ni és az 56Co izotópokat mutatta ki egy Ia típusú szupernóvában (SN 2014J a közeli, 11 millió fényévre lévő M82 galaxisban). Ez volt az első észlelés, amelyik alátámasztotta a szupernóvák standard modelljének azon állítását, mely szerint az Ia típusú szupernóvák robbanásakor nagy mennyiségű nikkelizotóp keletkezik, amely kobalton keresztül végül vassá alakul. 2015-ben figyelte meg az Integral az eddig észlelt legfényesebb forrását (V404 Cyg mikrokvazár, egy fekete lyuk és a körülötte keringő K-típusú csillag kettőse), amely hirtelen kitörést mutatott. Végül, de nem utolsósorban, egyik legújabb és talán legfontosabb észlelését idén augusztusban végezte az Integral, amikor két másodperccel a LIGO obszervatóriumban észlelt gravitációs hullámok beérkezése után SPI spektrométere 0,1 s időtartamú gamma-villanást figyelt meg. Az űrobszervatórium számos további tudományos felfedezéséről az ESA Integral honlapján az archív hírek között olvasható részletes beszámoló.
Az Integral műholdat és működését bemutató, a start idején készített animáció. (Forrás: ESA)
Az ESA működő és tervezett asztrofizikai küldetései közül az Integral az elektromágneses színkép legnagyobb energiájú tartományában dolgozik. (Kép: ESA)
Kapcsolódó cikkek: Kapcsolódó linkek:
Radioaktív titán bomlása táplálja a szupernóva-maradványt
„Piszkos bombák” ellen
Kettős látás
Integral: „Ködbe” bújt fekete-lyuk?
Az első képek a feketelyuk-vadásztól
Az Integral pályái
Az Integral honlapja (ESA)
Az Integral működését összefoglaló infografika (letölthető, nyomtatható, pdf)
A NASA által szállítandó infravörös detektorok műszaki problémái miatt legalább egy–másfél évvel csúszhat az ESA Euclid szondájának indítása.
