革新的なX線ロブスターアイミッションが打ち上げられる予定

革新的なX線ロブスターアイミッションが打ち上げられる予定
2023/12/21
中国科学院 (CAS) の探査機アインシュタインは、2024年1月に打ち上げられる予定です。高感度で非常に広い視野を持つ新世代の X 線装置を備えたこのミッションは、空を調査し、強力な爆発を追跡します。 中性子星やブラックホールなどの不思議な天体から発せられるX線の光。
アインシュタイン探査機は、CAS が主導する、欧州宇宙機関 (ESA) およびドイツのマックス プランク地球外物理学研究所 (MPE) との共同研究です。
このミッションの発展と科学的目標の定義に貢献する見返りに、ESA はアインシュタイン探査機の観測によって生成されたデータの 10% にアクセスできるようになります。
「革新的な設計のおかげで、アインシュタイン プローブは空の広い範囲を一目で監視できます。 このようにして、多くの新しい光源を発見すると同時に、既知の天体から発せられる X 線光の挙動を長期間にわたって研究することができます」と ESA のアインシュタイン探査プロジェクト科学者、エリック・クルカース氏は述べています。 「宇宙は、最もエネルギー的なプロセスを研究できる唯一の実験室です。 アインシュタイン探査機のようなミッションは、これらのプロセスの理解を進め、高エネルギー物理学の基本的な側面についてさらに学ぶために不可欠です。」


アインシュタインプローブの概要
X線空に注目
夜の空に点在し、星座を確実にマークする星とは異なり、X 線で輝く宇宙天体のほとんどは非常に変化しやすいものです。 それらは継続的に明るくなったり暗くなったりしており、多くの場合、短期間に現れた後、長期間 (一時的と呼ばれます) または永久に消えます。
宇宙の激動の出来事によって引き起こされる天体源からの X 線光は、非常に予測不可能です。 しかし、それは私たちの宇宙の最も謎めいた物体や現象のいくつかについての基本的な情報を伝えています。 X 線は、中性子星同士の衝突、超新星爆発、ブラック ホールや超高密度星への物質の落下、またはそのようなエキゾチックで神秘的な天体の周りを回る燃える物質の円盤から吐き出される高エネルギー粒子と関連しています。
アインシュタイン探査機は、新しい発生源を発見し、空全体の X 線で輝く物体の変動を監視することで、これらの宇宙の出来事についての理解を深めます。
新しい X 線源を定期的に発見できることは、重力波の起源についての理解を進めるための基礎となります。 2 つの中性子星やブラック ホールなどの 2 つの超高密度の質量物体が衝突すると、時空の構造に波が発生し、それが宇宙の距離を超えて私たちに届きます。 現在、地球上のいくつかの検出器はこの信号を記録できますが、多くの場合、信号源を特定できません。 中性子星が関与している場合、そのような「宇宙の衝突」には、光のスペクトル全体、特に X 線における膨大なエネルギーの爆発が伴います。 アインシュタイン探査機は、科学者がこれらの短命の現象を迅速に研究できるようにすることで、地球上で観測されている多くの重力波インパルスの起源を特定するのに役立ちます。

宇宙のロブスターの目

アインシュタインプローブの組み立て
科学的目標をすべて達成するために、アインシュタイン探査機には、高感度で空の広範囲を観測できる新世代の機器、すなわち広視野 X 線望遠鏡 (WXT) とフォローアップ望遠鏡が装備されています。 X 線望遠鏡 (FXT)。
WXT は、ロブスターの目を模倣した光学モジュール設計を採用しており、革新的なマイクロ ポア オプティクス テクノロジーを使用しています。 これにより、一度の撮影で 3600 平方度（天球のほぼ 10 分の 1）を観測できるようになります。 このユニークな機能のおかげで、アインシュタイン探査機は、地球の周りの 3 つの軌道 (各軌道に 96 分かかります) 上で夜空のほぼ全体を監視し続けることができます。
WXT によって発見された新しい X 線源やその他の興味深いイベントは、より感度の高い FXT によってターゲット化され、詳細に研究されます。 重要なことは、宇宙船はまた、他の波長（電波からガンマ線まで）で動作する地球上および宇宙の他の望遠鏡を作動させるために地上に警報信号を送信することである。 彼らは貴重な多波長データを収集するための新しい情報源を迅速に示し、それによってこの出来事のより徹底的な研究を可能にするでしょう。

欧州の貢献

アインシュタイン探査機の追跡望遠鏡の最後の仕上げ
ESA は、アインシュタイン プローブの科学機器の開発において重要な役割を果たしてきました。 これは、WXT の X 線検出器と光学系のテストと校正のサポートを提供しました。 ESA は、MPE および Media Lario (イタリア) と協力して、FXT の 2 台の望遠鏡のうち 1 台のミラー アセンブリを開発しました。
FXT ミラー アセンブリは、ESA の XMM-Newton ミッションと eROSITA X 線望遠鏡の設計と技術に基づいています。 MPE は、FXT のもう一方の望遠鏡のミラー アセンブリに貢献し、FXT の両方のユニットの検出器モジュールを開発しました。 ESA は、不要な電子を検出器から遠ざけるシステム (電子ダイバーター) も提供しました。
ミッション全体を通じて、ESA の地上局は宇宙船からのデータのダウンロードに使用されます。

ESAの高エネルギーミッションの艦隊
ESA には、高エネルギー天文学を発展させてきた長い歴史があります。 XMM-Newton と Integral は、20 年以上にわたって X 線とガンマ線で宇宙を精査し、この分野で大きな進歩をもたらしてきました。 ESAは、宇宙航空研究開発機構（JAXA）がNASAと協力して主導し、2023年夏に打ち上げられるX線イメージング・分光ミッション（XRISM）にも参加している。
「アインシュタイン探査機の機能は、他のミッションによって可能になる個々の宇宙源の詳細な研究を非常に補完します」とエリックは述べています。 「この X 線測量装置は、ESA の NewAthena ミッションの理想的な先駆者でもあり、現在研究中で、史上最大の X 線天文台となる予定です。」

アインシュタイン探査機のロブスターアイ光学系
2023年1月11日
この画像はアインシュタイン探査機の広視野X線望遠鏡の測定メカニズムを示しています。 宇宙から来る X 線は望遠鏡に入り、角筒を通って CMOS 光検出器に向かい、そこで「プラス」の形の画像が作成されます。

一部の X 線は角筒の壁と相互作用せず、検出器上のどこにでも到達する可能性があります。 ただし、ほとんどの X 線は壁で反射されます。 上壁または下壁のみで反射される X 線は、検出器上に水平バーを引き起こします。 同様に、左右の壁にのみ反射する X 線も縦縞の原因となります。 そして最後に、両方の壁で反射する X 線があり、これらの二重反射光線は最終的に画像の中央に到達し、強い信号を引き起こします。

中国科学院
宇宙科学


アインシュタイン探査機追跡X線望遠鏡（1台）
2023 年 1 月 11 日
アインシュタイン探査機の追跡 X 線望遠鏡 (FXT) の 2 つの同一ユニットのうち 1 つの異なるコンポーネント。 ミラーモジュールは、54 個の金コーティングされたシェルで構成されています。 この望遠鏡の視野は広視野 X 線望遠鏡よりも狭いですが、FXT はより大きな集光力とより高い解像度を備えているため、検出された X 線源を追跡するための優れたツールです。 望遠鏡の端にある熱バッフルは、ミラーの温度を安定させ、ミラーの反射による迷走 X 線光から機器を保護します。

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