Krasse knar in het heelal

Nieuws | de redactie
13 januari 2015 | XMM-Newton is de gevoeligste röntgentelescoop die ooit in de ruimte is gebracht. Al 15 jaar lang doet hij spectaculaire waarnemingen bij pulsars, clusters van sterrenstelsels en superzware zwarte gaten, mede dankzij Nederlandse reflectietralie-spectrometers. Hoe werkt zo’n extreem betrouwbare ruimtetechnologie?

“XMM-Newton kan misschien nog wel tot 2028 blijven werken,” vertelt SRON-onderzoeker Jelle Kaastra. “Dan is de brandstof op. Dat is de bepalende factor voor wanneer XMM-Newton met pensioen moet, rampen zoals een botsing met een micrometeoriet daargelaten. En natuurlijk moet ESA bereid zijn om de missie te laten voortduren. Dat is niet gratis, maar de waarneemtijd is nog steeds met een factor zes  overvraagd. Dus er is nog volop belangstelling.” 

30 jaar oude innovaties

Opvolger ASTRO-H staat al klaar, maar de krasse knar onder de ruimtesondes van de ESA gaat maar door met zijn drie telescopen aan boord. Twee ervan hebben een reflectietralie-spectrometer, die in de vijftien jaar voordat XMM gelanceerd werd waren ontwikkeld en gebouwd door ‘ons’ SRON. Deze technologie vindt zijn oorsprong dus zo’n 30 jaar geleden.

De röntgentelescoop heeft er na 15 jaar nu ongeveer 1 miljard kilometer op zitten in zijn omtrek rond de aarde. De spectrometers raken nu langzaam een heel klein beetje vervuild, met slechts een klein beetje efficiencyverlies op sommige golflengtes tot gevolg.  

Dat is een hele prestatie, benadrukt men bij SRON, want door de elliptische baan maken de instrumenten van XMM-Newton – die afwisselend wel en niet in de schaduw van de aarde verkeren – elke 48 uur een barre reis. Dit is met een beetje goede wil  te vergelijken met een auto die vijftien jaar lang elke twee dagen van de Himalaya naar de Sahara en terug rijdt. Maar dan bijna tien keer zo ver en zonder onderhoud.

Klein gat, grote invloed

Traliespectrometers zijn erg gewilde instrumenten omdat ze sterrenkundigen in staat stellen de chemische samenstelling, temperatuur en dichtheden van het gas in sterren en sterrenstelsels met ongeëvenaarde precisie te bepalen. Hetzelfde geldt voor het gas in de buurt van neutronensterren en nabij zwarte gaten.

Jan-Willem den Herder, hoofd van het astrofysicaprogramma van SRON, licht het belang daarvan toe: “ASTRO-H, een Japanse satelliet met wederom hardware van SRON, die in 2015 wordt gelanceerd, gaat vergelijkbare metingen doen. Maar dan met een afbeeldende camera. Dit geeft ons voor het eerst de mogelijkheid de fysische eigenschappen  van veel uitgestrektere bronnen te meten. Maar de verwachting is dat XMM-Newton ook daarna nog belangrijk werk kan doen.”

Dankzij XMM-Newton weten we nu meer over hoe exploderende sterren scheikundige elementen produceren en verspreiden. En we weten nu meer over hoe de ‘kleine’ zwarte gaten in het centrum invloed uitoefenen op de enorm uitgestrekte melkwegstelsels eromheen.

Een doorbraak die specifiek op het conto van de reflectietralie-spectrometers van SRON kan worden geschreven is de ontdekking dat een zwart gat enorme ‘bellen’ kan blazen en zo als warmtebron kan fungeren in het koude centrum van een cluster van sterrenstelsels. Dit wierp uiteindelijk nieuw licht op de invloedssfeer van een zwart gat. Kaastra: “Een zwart gat blijkt zijn omgeving tot wel 10 miljard keer zijn horizonafstand te beïnvloeden, en reguleert zelf zijn groei door de wisselwerking met de omgeving.”

Gelijktijdig blijven meten

XMM-Newtons opvolger ASTRO-H beschikt over een nieuw type detector, de microcalorimeter, die van elk invallend lichtdeeltje (een foton) nauwkeurig de energie bepaalt. Daardoor kan hij veel beter meten aan uitgestrekte objecten in de ruimte dan zijn voorgangers. Toch blijven de traliespectrometers van XMM-Newton ook na de lancering van ASTRO-H van waarde.

Kaastra: “Bij lange golflengtes is het onderscheidend vermogen van de reflectie-traliespectrometers altijd nog beter en ook zijn ze daar gevoeliger. Ik kan me dus zeer wel gelijktijdige waarnemingen van ASTRO-H en XMM-Newton voorstellen. Bovendien zijn dergelijke waarnemingen in de beginfase ook erg belangrijk voor de ijking van ASTRO-H.”


Schrijf je in voor onze nieuwsbrief
«

ScienceGuide is bij wet verplicht je toestemming te vragen voor het gebruik van cookies.

Lees hier over ons cookiebeleid en klik op OK om akkoord te gaan

OK