Het XRISM-ruimtevaartuig opent een nieuw venster op het röntgenuniversum

Het XRISM-ruimtevaartuig (X-ray Imaging and Spectroscopie Mission, uitgesproken als “Crism”) zal de heetste delen van het universum, de grootste structuren en de objecten met de grootste zwaartekracht bestuderen.

Onder leiding van JAXA (het Japan Aerospace Exploration Agency), zal XRISM deze kosmische extremen bestuderen met behulp van spectroscopie, en onderzoeken hoe licht en materie op elkaar inwerken. In deze uitleg laat videoproducent Sophia Roberts van NASA’s Goddard Space Flight Center ons zien hoe we spectroscopie kunnen begrijpen om onze kennis van het universum te verdiepen.

“Ik denk dat we allemaal enthousiast zijn over de prachtige beelden die we krijgen van missies zoals NASA’s James Webb Space Telescope”, zei Roberts. “Maar nadat ik diep in spectroscopie ben gedoken, waardeer ik de kritische context die het wetenschappers geeft over het verhaal achter die beelden enorm.”

De XRISM microcalorimeter spectrometer, genaamd Resolve, is een samenwerking tussen JAXA en NASA. Het zal spectra creëren, metingen van lichtintensiteit over een reeks energieën, voor röntgenstralen van 400 tot 12.000 elektronvolt. (Ter vergelijking, de energieën van zichtbaar licht variëren van ongeveer 2 tot 3 elektronvolt.)

Om dit te doen, meet Resolve de subtiele temperatuurveranderingen die optreden wanneer röntgenstralen de detector van 6 bij 6 pixels raken. Om deze lichte toename te meten en de energie van de röntgenstralen te bepalen, moet de detector worden gekoeld tot ongeveer min 460 graden Fahrenheit (ongeveer min 270 graden Celsius), slechts een fractie van een graad boven het absolute nulpunt. Het apparaat bereikt de bedrijfstemperatuur na een meertraps mechanisch koelproces in een container ter grootte van een koelkast met vloeibaar helium.

Resolve zal astronomen helpen meer te leren over de vorming en beweging van superheet gas in clusters van sterrenstelsels, de bijna-lichtsnelheid deeltjesstralen die worden aangedreven door zwarte gaten in actieve sterrenstelsels en andere kosmische mysteries.

De Webb-telescoop legt vergelijkbare spectra vast, maar dan voor infrarood. Webb’s spectra onthulden de samenstelling van gas in de buurt van actieve zwarte gaten en brachten de beweging van deze materie in kaart naar of weg van de kijker. De gegevens van het Resolve XRISM-instrument zullen hetzelfde doen bij hogere energieën, waardoor een vollediger beeld van deze objecten kan worden geschetst.

XRISM is een samenwerkingsmissie tussen JAXA en NASA, met deelname van ESA (European Space Agency). NASA’s bijdrage omvat wetenschappelijke deelname van de Canadian Space Agency.