Tờ thông tin XMM-Newton

mục tiêu

Được đặt trên quỹ đạo quanh Trái đất nơi bầu khí quyển không thể chặn các tia X của thiên thể, đài quan sát không gian XMM-Newton nghiên cứu một số hiện tượng vũ trụ dữ dội nhất. Kể từ khi được phóng vào năm 1999, tàu vũ trụ đã giúp các nhà khoa học điều tra một số hiện tượng vũ trụ bí ẩn, chẳng hạn như:

• sự tương tác của lỗ đen với môi trường xung quanh;
• sự bùng nổ của siêu tân tinh và tàn dư của chúng;
• nguồn gốc của vụ nổ tia gamma cực mạnh;
• khí nóng lấp đầy không gian giữa các thiên hà trong Vũ trụ;
• sự tiến hóa của chính Vũ trụ bằng cách nhìn lại nguồn gốc của nó.

Điểm nổi bật khoa học cho đến nay

• Phát hiện ra rằng lỗ đen trong thiên hà MCG-6-30-15 dường như đang giải phóng năng lượng thay vì chỉ ‘nuốt chửng’ nó. Điều này hỗ trợ cho một lý thuyết gây tranh cãi được đề xuất cách đây 25 năm bởi hai nhà thiên văn học từ Cambridge, Vương quốc Anh.
• Nó đã thăm dò thành công lực hấp dẫn của một ngôi sao neutron đối với các tia X đang cố thoát ra khỏi nó.
• Bằng chứng cho thấy siêu tân tinh có thể gây ra vụ nổ tia gamma bằng cách phát hiện dấu hiệu nhận biết của một ngôi sao đang phát nổ trong bức xạ tia X phát ra từ vụ nổ tia gamma ngày 11 tháng 12 năm 2001.
• Lần đầu tiên nhìn thấy khí nóng trượt trong một cụm thiên hà. Mặc dù loại chuyển động này đã được dự đoán về mặt lý thuyết, nhưng nó chưa từng được nhìn thấy trước đây trong vũ trụ. Phát hiện này được thực hiện nhờ một kỹ thuật hiệu chỉnh mới được áp dụng cho Máy ảnh Chụp ảnh Photon Châu Âu (EPIC) của XMM-Newton.
• Quan sát sao xung trẻ nhất từng được phát hiện – tàn tích của một ngôi sao từng có khối lượng lớn cũng là một ‘nam châm’, có từ trường mạnh hơn Trái đất khoảng 70 triệu triệu lần.
• Cái nhìn sâu sắc chưa từng thấy về quá trình chịu trách nhiệm cho các tia cực quang tia X của Sao Mộc.

Sự kiện và số liệu

Trị giá
689 triệu Euro. Điều này bao gồm thiết kế và phát triển tàu vũ trụ, phóng và các hoạt động trên mặt đất trong hai năm đầu tiên.

Phóng
Ngày 10 tháng 12 năm 1999, trong sứ mệnh thương mại Ariane-5 đầu tiên, từ Sân bay vũ trụ Kourou của ESA ở Guiana thuộc Pháp.

quỹ đạo
Sau khi phóng, XMM-Newton được đặt trong quỹ đạo hình elip 48 giờ quanh Trái đất, nghiêng 40 độ. Quỹ đạo đưa nó từ độ cao 7 000 đến 114 000 km. Do đó, trong 40 giờ trên mỗi quỹ đạo, vệ tinh nằm ngoài vành đai bức xạ che khuất của Trái đất.

Nhiệm vụ trọn đời theo kế hoạch
Ngày 10 tháng 12 năm 2019 đánh dấu kỷ niệm 20 năm XMM-Newton hoạt động trong không gian. Nhiệm vụ đang diễn ra.

tàu vũ trụ

Thiết kế: XMM-Newton là tàu vũ trụ ổn định ba trục với độ chính xác cao. Vệ tinh bao gồm một mô-đun dịch vụ mang các mô-đun gương X-quang, động cơ đẩy và hệ thống điện, một ống kính thiên văn dài và cụm mặt phẳng tiêu điểm mang các thiết bị khoa học. Kính viễn vọng bao gồm ba mô-đun gương hình thùng, mỗi mô-đun chứa 58 gương đồng tâm mỏng, có đường kính từ 0,3 đến 0,7 mét và dài 0,6 mét. Những thứ này ngồi lồng vào nhau như những con búp bê Nga, tạo nên khu vực trưng bày rộng 120 mét vuông. Các tia X đi vào các cụm này và khi chúng ‘sườn’ vào gương, chúng sẽ bị lệch nhẹ về một tiêu điểm.

Kích thước: Tổng chiều dài là 10 mét và với các mảng năng lượng mặt trời, vệ tinh có chiều dài 16 mét.

Khối: 3,8 tấn (mỗi mô-đun gương X-quang có khối lượng 500 kg).

Sự tham gia của công nghiệp: Nhà thầu chính là Dornier Satellitensysteme, một phần của Daimler Chrysler Aerospace (Friedrichshafen, Đức). Họ lãnh đạo một tập đoàn công nghiệp bao gồm 46 công ty từ 14 quốc gia châu Âu và một công ty ở Hoa Kỳ. Media Lario, Como, Ý, đã phát triển Mô-đun gương X-quang. Khoảng 1000 kỹ sư và 150 nhà khoa học đã tham gia vào việc tạo ra XMM-Newton.

Có gì trên tàu?

Có ba EPIC, một ở tiêu điểm của mỗi trong số ba kính thiên văn tia X. Chúng được thiết kế để ghi lại các tia X cực yếu và phát hiện các biến đổi độ sáng nhanh chóng.

Cuộc điều tra này liên quan đến một tập đoàn gồm 10 viện từ bốn quốc gia: Vương quốc Anh, Đức, Ý và Pháp. Một trong các camera sử dụng loại CCD (PN) mới do Viện Vật lý ngoài Trái đất Max Planck ở Garching, Đức phát triển.

EPIC cũng tích hợp Hệ thống theo dõi bức xạ (ERMS) được phát triển bởi Trung tâm d’Étude Spatiale des Rayonnements (CESR) ở Toulouse, Pháp. ERMS là một máy dò hạt sẽ đo mức bức xạ từ các vết lóa mặt trời tới hoặc trong quá trình nó đi qua các vành đai bức xạ của Trái đất. Bức xạ như vậy có thể làm nhiễu các máy dò CCD nhạy cảm của các thiết bị khoa học chính.

Hai Máy quang phổ cách tử phản xạ – RGSHai kính viễn vọng chứa các cấu trúc được gọi là cách tử. Những thứ này làm chệch hướng khoảng một nửa bức xạ tới khỏi các đơn vị EPIC và hướng tới máy ảnh của chính chúng. Các cách tử cũng ‘phân tán’ các tia X tới theo năng lượng của chúng, để các nhà thiên văn học có thể nghiên cứu sự hiện diện của các hóa chất cụ thể trong thiên thể được quan sát.

Màn hình quang học – OMĐây là kính viễn vọng Richtey-Chretien truyền thống, khẩu độ 30 cm, thẳng hàng với kính viễn vọng tia X chính. Ngoài các tác động làm biến dạng bầu khí quyển của Trái đất, kính viễn vọng này nhạy như kính viễn vọng trên mặt đất 4 mét và cho phép xác định các nguồn tia X bằng các đối tượng quang học dễ dàng hơn bao giờ hết.

hoạt động

Kiểm soát mặt đất: Trung tâm điều hành không gian châu Âu (ESOC) ở Darmstadt, Đức, sử dụng các trạm mặt đất ở Perth (Úc), Kourou (Guiana thuộc Pháp) và Santiago de Chile (Chile).

Hoạt động khoa học: Trung tâm Điều hành Khoa học Vilspa của ESA ở Villafranca, Tây Ban Nha, quản lý các yêu cầu quan sát cũng như việc tiếp nhận, xử lý và phân phối dữ liệu XMM-Newton. Trung tâm Khoa học Khảo sát XMM-Newton (SSC), Đại học Leicester, Vương quốc Anh, xử lý, lưu trữ và tương quan tất cả các quan sát XMM với dữ liệu hiện có được lưu giữ ở những nơi khác trên thế giới.