Японская космическая рентгеновская обсерватория XRISM - X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission

[Foma]

Перенос из темы Японская космонавтика

00:34:57 UTC 26.08.2023 планируется пуск ракеты H-IIA 202 с рентгеновским телескопом XRISM и лунным аппаратом SLIM.


XRISM (X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission) - совместный проект JAXA и NASA, созданный взамен утраченной обсерватории Hitomi. Аппарат массой 2.3 т будет работать на орбите высотой 550 км и несет 2 инструмента: в общем-то типовую камеру мягкого рентгеновского диапазона Xtend и уникальный спектрометр Resolve с матрицей микрокалориметров, которые способны определять энергию рентгеновских фотонов с разрешением ~5 эВ, в двадцать раз точнее обычных детекторов. Чтобы измерять ничтожные приращения температуры при поглощении отдельных квантов, микрокалориметры поддерживаются при температуре 50 милликельвинов с помощью многоступенчатой системы охлаждения из криоэкранов, жидкого гелия и холодильников на адиабатическом размагничивании, которая собственно и занимает основной объем аппарата.

Микрокалориметры позволяют проводить прецизионную спектроскопию рентгеновского излучения. С их помощью планируется измерять распределения скоростей горячего газа в скоплениях галактик,  определять характеристики черных дыр по скоростям вещества в их аккреционных дисках, напрямую измерять химический состав остатков сверхновых по их рентгеновскому излучению. К слову сказать, Resolve станет четвертой попыткой использовать рентгеновские микрокалориметры на орбите. Первый такой прибор на японском аппарате ASTRO-E был потерян в ходе аварии носителя в 2000 г. Второй - XRS на аппарате Suzaku - достиг орбиты в 2005 г, но утечка гелия не позволила использовать его по назначению. Третий - SXS на Hitomi - был успешно запущен в 2016 г, но проработал всего месяц, после чего аппарат был потерян из-за сбоя в системе стабилизации. Быть может XRISM повезет больше.
Материалы: пресс-кит по XRISM, 2303.01642 - обзор по микрокалориметрам.

[LeMay]

  Из обзоров Сергея Попова.

  http://xray.sai.msu.ru/~polar/sci_rev/383.html (2020 год):
  Научные задачи XRISM (Science with the X-ray Imaging and Spectroscopy Mission (XRISM)).
  Описаны научные задачи нового рентгеновского спутника, который должен полететь в 2022 г. Это японский спутник, создаваемый при участии NASA (и немного - ESA). Основная фишка - высокоточные спектральные наблюдения. Чтобы сделать их возможными, на борту есть запас жидкого гелия. Именно он ограничивает основной срок работы - 3 года. За это время предстоит узнать много нового о скоплениях галактик, остатках сверхновых и компактных объектах. Но не только о них. Собственно, научным задачам и посвящена эта статья.

  http://xray.sai.msu.ru/~polar/sci_rev/418.html (2023 год):
  Xtend - рентгеновский телескоп мягкого диапазона для спутника XRISM (Xtend, the Soft X-ray Imaging Telescope for the X-ray Imaging and Spectroscopy Mission (XRISM))
  Описан рентгеновский телескоп Xtend для проекта XRISM. Ожидается, что он будет запущен в ближайшие месяцы. Статья очень техническая. Так что массовому читателю она, наверное, не нужна и неинтересна. Но вообще, важно, что есть четкое описание параметров нового хорошего инструмента.
 
 

[LeMay]

  https://global.jaxa.jp/press/2023/09/20230907-2_e.html

  XRISM на орбите, связь установлена, солнечные батареи раскрыты.

[Goodricke]

Рентгеновская обсерватория XRISM прислала первые снимки из космоса

Японская рентгеновская космическая обсерватория XRISM собрала первые научные данные. Она получила самый подробный рентгеновский спектр остатка сверхновой и пронаблюдала горячий газ внутри крупного скопления галактик.

В начале января 2024 года научная группа XRISM представила первые данные, собранные обсерваторией. Одной из первых целей наблюдений стал остаток сверхновой N132D, расположенный на расстоянии 160 тысяч световых лет от Солнца, в галактике-спутнике Млечного Пути Большом Магеллановом Облаке. Возраст остатка составляет около трех тысяч лет, он возник при взрыве звезды в 15 раз массивнее Солнца. XRISM получил изображение остатка и его самый подробный спектр, в котором наблюдаются пики кремния, серы, кальция, аргона и железа.


Еще одним объектом наблюдений крупного скопления галактик Abell 2319 в созвездии Лебедя, свет от которого шел до Земли 770 миллионов лет. Свечение исходит от горячего межгалактического газа, который распределен неравномерно по скоплению, возможно, из-за процессов перемешивания, слияния скоплений и влияния черной дыры в центральной галактике скопления.


https://nplus1.ru/news/2024/01/06/xrism-first
https://science.nasa.gov/missions/xrism/nasa-jaxa-xrism-mission-reveals-its-first-look-at-x-ray-cosmos/

[Foma]

На январском семинаре XRISM подведены итоги первых месяцев работы обсерватории и наладки ее инструментов. В целом все хорошо, все приборы работают и даже лучше ожиданий, но "проклятье микрокалориметров" (см первый пост темы) никуда не делось. На этот раз, несмотря на многократные попытки, не удалось открыть крышку на входе в систему детекторов Resolve.

Это бериллиевая мембрана со стальной сеточкой, которая устанавливается перед запуском и снимается через несколько месяцев пребывания на орбите после полной дегазации аппаратуры. Крышка не мешает начальной калибровке, однако полностью вырезает излучение с энергией <1.7 кэВ и почти вдвое уменьшает эффективную площадь в оставшемся диапазоне. Большинство задач Resolve может решать и с закрытой крышкой, но лишь за счет увеличенной экспозиции. Поэтому сейчас вся научная программа срочно пересматривается, с учетом конечного запаса жидкого гелия для охлаждения детекторов. Пробные наблюдения начнутся в феврале, штатная программа Cycle 1 ожидается не ранее августа.