Die NASA erstellt eine Karte des gesamten Himmels, die in Röntgenstrahlen zu sehen ist, Zeile für Zeile mit ihrem NICER-Experiment
Im Juni 2017 hat die NASA Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) wurde an Bord der Internationale Raumstation (ISS). Der Zweck dieses Instruments besteht darin, hochpräzise Messungen von Neutronensternen und anderen superdichten Objekten zu ermöglichen, die kurz davor sind, in Schwarze Löcher zu kollabieren. NICER ist auch das erste Instrument, das entwickelt wurde, um Technologie zu testen, die Pulsare als Navigationsbaken verwendet.
Kürzlich hat die NASA Daten aus den ersten 22 Monaten der wissenschaftlichen Operationen von NICER verwendet, um eine Röntgenkarte des gesamten Himmels zu erstellen. Was resultierte war ein schönes Bild das sieht aus wie ein lang belichtetes Bild von Feuertänzern, Sonneneruptionen von Hunderten von Sternen oder sogar eine Visualisierung des World Wide Web. Tatsächlich stellt jedoch jeder helle Fleck eine Röntgenquelle dar, während die hellen Filamente ihre Wege über den Nachthimmel sind.
Das primäre wissenschaftliche Ziel von NICER erfordert, dass es kosmische Quellen von Röntgenstrahlen und anderen energetischen Teilchen anvisiert und verfolgt, während die ISS alle 93 Minuten die Erde umkreist. Die Detektoren des Instruments bleiben jedoch auch dann aktiv, wenn es an Bord der Station „nachts“ ist, während dieser Zeit die Detektoren zwischen den Zielen wandern.
Dieses Bild des gesamten Himmels zeigt 22 Monate an Röntgendaten, die von der Nutzlast des Neutronensterns Interior Composition Explorer (NICER) der NASA an Bord der Internationalen Raumstation während ihrer nächtlichen Schwenks zwischen Zielen aufgezeichnet wurden. Credits: NASA/NICER
Es waren diese Daten, die während der „Nachtbewegungen“ des NICER-Instruments gesammelt wurden, die in die Erstellung des Bildes eingeflossen sind. Jeder Bogen zeichnet die Bewegungen besonders heller Röntgenquellen – bestehend aus Pulsaren, Schwarzen Löchern und fernen Galaxien (im Bild oben gekennzeichnet) – relativ zur ISS auf ihrer Umlaufbahn um die Erde nach.
Die Helligkeit jedes Punktes ist das Ergebnis der Zeit, die das NICER-Instrument damit verbracht hat, sie direkt anzuschauen, sowie der zusätzlichen Energie, die während seiner „Nachtbewegungen“ aufgenommen wurde. Das Bild zeigt auch ein diffuses Leuchten, das den Himmel auch weit entfernt von den hellen Quellen durchdringt, was dem Röntgenhintergrund (XRB) entspricht.
Die markanten Bögen sind der Tatsache geschuldet, dass NICER oft denselben Pfaden zwischen Zielen folgt, von denen die hellsten Quellen sind, die NICER regelmäßig überwacht. Keith Gendreau, der Hauptermittler der Mission bei Goddard Space Flight Center der NASA , fasste die Bedeutung von NICER in einer kürzlich veröffentlichten NASA zusammen Pressemitteilung :
„Selbst bei minimaler Bearbeitung zeigt dieses Bild die Cygnus-Schleife , ein Supernova-Überrest mit einem Durchmesser von etwa 90 Lichtjahren, von dem angenommen wird, dass er 5.000 bis 8.000 Jahre alt ist. Wir bauen nach und nach ein neues Röntgenbild des gesamten Himmels auf, und möglicherweise werden die nächtlichen Sweeps von NICER bisher unbekannte Quellen aufdecken.“
Die NICER-Nutzlast, hier an der Außenseite der Internationalen Raumstation.Bildnachweis: NASA
Die Hauptaufgabe von NICER besteht darin, die Größe und Dichte stellarer Überreste wie Neutronensterne mit einer Fehlergrenze von 5 % zu bestimmen. Pulsare, bei denen es sich um sich schnell drehende Neutronensterne handelt, die als Puls erscheinen (daher der Name), gehören zu den regelmäßigen Zielen von NICER, da sie sich ideal für diese Art der „Massenradius“-Forschung eignen.
Diese Maßnahmen, die NICER sammelt, werden Physikern helfen, das Rätsel um die Form der Materie in den Kernen dieser superkomprimierten Objekte endlich zu lösen. Neben NICER sind Pulsare der Forschungsschwerpunkt der Station Explorer für Röntgen-Timing- und Navigationstechnologie (SEXTANT)-Experiment, das bei der Entwicklung modernster Navigationstechnologie für den Weltraum helfen könnte.
Wie ein GPS-System verwendet SEXTANT das genaue Timing von Pulsar-Röntgenpulsen, um die Position und Geschwindigkeit von NICER im Weltraum autonom zu bestimmen. Gepaart mit der bewährten Einsatzfähigkeit von NICER Pulsare als Timing-Quellen , könnte diese Technologie zur Entwicklung eines Weltraumnavigationssystems führen, das Missionen im gesamten Sonnensystem und möglicherweise sogar im interstellaren Raum ermöglicht.
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