في 6 سبتمبر، غادر قمر صناعي جديد الأرض وأظهر لنا حركة تدفقات البلازما الساخنة في الكون. وستكشف البيانات التي ستعيدها عن تدفق المادة والطاقة بالقرب من الثقب الأسود والتركيبة العنصرية للكون. تم إطلاق القمر الصناعي لمهمة التصوير والتحليل الطيفي بالأشعة السينية (XRISM) من مركز تانيغاشيما الفضائي في اليابان، وسيقوم بالكشف عن أطوال موجات الأشعة السينية بدقة غير مسبوقة للنظر في قلب مجموعات المجرات، ويكشف عن كيفية عمل الثقوب السوداء والمستعرات الأعظم، ويخبرنا عن التركيب الأولي للكون.
XRISM، والتي تُلفظ "أزمة"، هي مهمة تعاونية بين وكالة استكشاف الفضاء اليابانية (JAXA) والإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء (NASA)، بمشاركة وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) أيضًا.
يختلف XRISM عن تلسكوبات الأشعة السينية الموجودة في قدرته الفريدة على التمييز بين الألوان المختلفة لضوء الأشعة السينية. وهذا سيوفر للعلماء ثروة من المعلومات. إنه مجهز بأداة جديدة يمكنها اكتشاف الأشعة السينية من التغيرات الصغيرة في درجات الحرارة. وسيكون بمقدوره التعرف على العناصر الكيميائية الموجودة في الجسم الذي يتم رصده، مثل الحديد أو النيكل أو الأكسجين أو السيليكون، وكذلك مدى وفرتها. يمكن لـXRISM أيضًا قراءة سرعة حركة الغاز.
وقالت إيرينا جورافليفا، عالمة الفيزياء الفلكية في جامعة شيكاغو: "مع XRISM، سيكون لدينا فهم جديد للكون الحار والحيوي. سنلاحظ انفجارات النجوم، وتفاعل الثقوب السوداء مع المجرات المضيفة لها، والاندماجات العنيفة لمجموعات المجرات بتفاصيل غير مسبوقة، ولكن الشيء الأكثر إثارة هو أن المهمات الجديدة تكون دائمًا مصحوبة باكتشافات غير متوقعة".
كشف الظواهر المتطرفة
يتم إنتاج الأشعة السينية بواسطة بعض الظواهر المتطرفة الأكثر نشاطًا في الفضاء. تشمل هذه الظواهر انفجار النجوم، ودوامات المادة حول الثقوب السوداء الهائلة، واندماج مجموعات المجرات، وهي أكبر الأجسام في الكون والتي تحتوي على آلاف المجرات المرتبطة ببعضها البعض عن طريق الجاذبية.
سيقوم العلماء في جامعة شيكاغو بتحليل العديد من مجموعات المجرات الضخمة والمجموعات التي تمت ملاحظتها لأول مرة. أحد الأسئلة الكبيرة يتعلق بالثقوب السوداء الهائلة الموجودة في مراكز مجموعات المجرات. ويعرف العلماء أن هذه الثقوب السوداء تطلق الطاقة في محيطها، مما ينظم معدل تكوين النجوم. لكن كيفية تفاعل هذه الثقوب السوداء مع المجرات المضيفة لها تظل لغزًا.
تشرح إيرينا زورافليفا، الأستاذة المساعدة في علم الفلك والفيزياء الفلكية في كلير بوث لوس: "حتى الآن، قمنا بدراسة فيزياء هذه التفاعلات من خلال بيانات التصوير "الثابتة". "مع XRISM، سنقيس سرعة الغاز الذي تحركه الثقوب السوداء الهائلة وندرس اختلاط الغازات والمعادن المختلفة."
وستكشف قياسات مماثلة للمناطق الخارجية لمجموعات المجرات أيضًا عن كيفية انتقال الطاقة في الكون.
بالإضافة إلى ذلك، سيقوم XRISM أيضًا بقياس وفرة العناصر الكيميائية المختلفة وتوزيع المعادن داخل المجرات وخارجها بدقة، وبالتالي الكشف عن أنواع النجوم المتفجرة المسؤولة عن التركيب الكيميائي الحالي للكون.
حدود جديدة في أبحاث الفضاء
ونظرًا لأن الغلاف الجوي للأرض يحجب الأشعة السينية، فيجب إجراء هذه الملاحظات من الفضاء. يعد إطلاق قمر صناعي من الفضاء والتحكم في جميع الأجهزة تحديًا غير عادي. وقد باءت ثلاث محاولات سابقة لإطلاق وتشغيل أقمار صناعية مماثلة بالفشل؛ ويأمل العلماء أن يكون الإطلاق الرابع ناجحا.
سيتم اختبار القمر الصناعي XRISM ومعايرته بعد الإطلاق للتأكد من أن جميع الأدوات جاهزة لبدء خطط المراقبة في وقت لاحق من هذا العام.
وقالت Zhuravleva: "سيبدأ XRISM حقبة جديدة من التحليل الطيفي للأشعة السينية عالي الدقة". "نحن متحمسون جدًا لهذه المهمة ومستعدون لتحليل البيانات المرتقبة."