stringtranslate.com

XMM-Ньютон

Анимация траектории XMM-Newton вокруг Земли

XMM-Newton , также известный как High Throughput X-ray Spectroscopy Mission и X-ray Multi-Mirror Mission , — рентгеновская космическая обсерватория, запущенная Европейским космическим агентством в декабре 1999 года на ракете Ariane 5. Это вторая краеугольная миссия программы Horizon 2000 Европейского космического агентства . Названный в честь физика и астронома сэра Исаака Ньютона , космический аппарат занимается исследованием межзвездных источников рентгеновского излучения, выполнением узко- и широкодиапазонной спектроскопии и выполнением первой одновременной съемки объектов как в рентгеновском, так и в оптическом ( видимом и ультрафиолетовом ) диапазонах длин волн. [7]

Первоначально финансирование было выделено на два года, а проектный срок службы — десять лет. Космический аппарат по-прежнему находится в хорошем состоянии и неоднократно продлевал свою миссию, последний раз в марте 2023 года, а его эксплуатация запланирована до конца 2026 года. [5] ЕКА планирует заменить XMM-Newton усовершенствованным телескопом для астрофизики высоких энергий (ATHENA), второй крупной миссией в плане Cosmic Vision 2015–2025, запуск которой запланирован на 2035 год. [8] XMM-Newton похож на рентгеновскую обсерваторию Chandra от NASA , также запущенную в 1999 году.

По состоянию на май 2018 года было опубликовано около 5600 статей о XMM-Newton или полученных с его помощью научных результатах. [9]

История концепции и миссии

Область наблюдения XMM-Newton включает в себя обнаружение рентгеновского излучения от астрономических объектов, детальное изучение областей звездообразования, исследование формирования и эволюции скоплений галактик , среды сверхмассивных черных дыр и картирование таинственной темной материи . [10]

В 1982 году, еще до запуска предшественника XMM-Newton EXOSAT в 1983 году, было выдвинуто предложение о миссии рентгеновского телескопа с «многозеркальным» эффектом. [11] [12] Миссия XMM была официально предложена Комитету по научной программе ЕКА в 1984 году и получила одобрение Совета министров Агентства в январе 1985 года. [13] В том же году было создано несколько рабочих групп для определения осуществимости такой миссии, [11] а цели миссии были представлены на семинаре в Дании в июне 1985 года. [12] [14] На этом семинаре было предложено, чтобы космический аппарат содержал 12 низкоэнергетических и 7 высокоэнергетических рентгеновских телескопов. [14] [15] Общая конфигурация космического аппарата была разработана к февралю 1987 года и в значительной степени опиралась на уроки, извлеченные в ходе миссии EXOSAT ; [11] Рабочая группа по телескопам сократила количество рентгеновских телескопов до семи стандартизированных единиц. [14] [15] В июне 1988 года Европейское космическое агентство одобрило миссию и опубликовало призыв к подаче исследовательских предложений («объявление о возможности»). [11] [15] Улучшения в технологии еще больше сократили количество необходимых рентгеновских телескопов до трех. [15]

В июне 1989 года были выбраны инструменты миссии и началась работа над аппаратным обеспечением космического корабля. [11] [15] В январе 1993 года была сформирована проектная группа, которая базировалась в Европейском центре космических исследований и технологий (ESTEC) в Нордвейке , Нидерланды. [13] Генеральный подрядчик Dornier Satellitensysteme (дочерняя компания бывшей DaimlerChrysler Aerospace ) был выбран в октябре 1994 года после того, как миссия была одобрена в фазе реализации, с началом разработки и строительства в марте 1996 и марте 1997 года соответственно. [13] [14] Научный центр XMM Survey был создан в Университете Лестера в 1995 году. [11] [16] Три модуля зеркал полета для рентгеновских телескопов были поставлены итальянским субподрядчиком Media Lario в декабре 1998 года, [14] а интеграция и тестирование космического корабля были завершены в сентябре 1999 года. [13]

XMM покинул интеграционный центр ESTEC 9 сентября 1999 года, был доставлен по дороге в Катвейк, а затем на барже Emeli в Роттердам. 12 сентября космический корабль покинул Роттердам и отправился во Французскую Гвиану на борту транспортного корабля MN Toucan компании Arianespace. [17] Toucan пришвартовался в гвианском городе Куру 23 сентября и был доставлен в здание окончательной сборки Ariane 5 Гвианского космического центра для окончательной подготовки к запуску. [18]

Запуск XMM состоялся 10 декабря 1999 года в 14:32 UTC из Гвианского космического центра. [19] XMM был выведен в космос на борту ракеты Ariane 5 и помещен на высокоэллиптическую орбиту с углом наклона 40 градусов, перигей которой составлял 838 км (521 миля), а апогей — 112 473 км (69 887 миль). [2] Через сорок минут после отделения от верхней ступени Ariane телеметрия подтвердила наземным станциям, что солнечные батареи космического корабля успешно развернулись. Инженеры ждали еще 22 часа, прежде чем дать команду бортовым двигательным системам включиться в общей сложности пять раз, что в период с 10 по 16 декабря изменило орбиту до 7365 × 113 774 км (4576 × 70 696 миль) с наклоном 38,9 градуса. Это привело к тому, что космический корабль совершал один полный оборот вокруг Земли примерно каждые 48 часов. [2] [20]

Сразу после запуска XMM начал свою фазу запуска и ранней орбиты . [21] 17 и 18 декабря 1999 года были открыты двери рентгеновского модуля и оптического монитора соответственно. [22] Активация инструментов началась 4 января 2000 года, [2] а фаза ввода инструментов в эксплуатацию началась 16 января. [23] Оптический монитор (OM) получил первый свет 5 января, две европейские камеры фотонного изображения (EPIC) MOS - CCD последовали за ними 16 января, а EPIC pn -CCD 22 января, а спектрометры с отражательной решеткой (RGS) увидели первый свет 2 февраля. [23] 3 марта началась фаза калибровки и проверки производительности, [2] а рутинные научные операции начались 1 июня. [23]

Во время пресс-конференции 9 февраля 2000 года ЕКА представило первые снимки, сделанные XMM , и объявило, что для космического корабля выбрано новое название. В то время как программа официально называлась High Throughput X-ray Spectroscopy Mission, новое название будет отражать характер программы и создателя области спектроскопии. Объясняя новое название XMM-Newton , Роджер Боннет, бывший директор по науке ЕКА, сказал: «Мы выбрали это название, потому что сэр Исаак Ньютон был человеком, который изобрел спектроскопию, а XMM — это спектроскопическая миссия». Он отметил, что поскольку Newton является синонимом гравитации, а одной из целей спутника было обнаружение большого количества кандидатов в черные дыры, «не было лучшего выбора, чем XMM-Newton для названия этой миссии». [24]

Включая все строительство, запуск космического корабля и два года эксплуатации, проект был завершен в рамках бюджета в размере 689 миллионов евро (по ценам 1999 года). [13] [14]

Операция

Космический аппарат имеет возможность понижать рабочую температуру как камер EPIC, так и RGS, функция, которая была включена для противодействия пагубному воздействию ионизирующего излучения на пиксели камеры . В целом, приборы охлаждаются для уменьшения количества темнового тока внутри устройств. В течение ночи с 3 на 4 ноября 2002 года RGS-2 был охлажден с его начальной температуры −80 °C (−112 °F) до −113 °C (−171 °F), а несколько часов спустя до −115 °C (−175 °F). После анализа результатов было определено, что оптимальная температура для обоих блоков RGS составит −110 °C (−166 °F), и в течение 13–14 ноября как RGS-1, так и RGS-2 были установлены на этот уровень. В течение 6–7 ноября детекторы EPIC MOS-CCD были охлаждены от их начальной рабочей температуры −100 °C (−148 °F) до новой настройки −120 °C (−184 °F). После этих настроек обе камеры EPIC и RGS показали значительное улучшение качества. [25]

18 октября 2008 года XMM-Newton неожиданно потерпел неудачу в связи, в течение которой не было связи с космическим аппаратом. Хотя высказывались некоторые опасения, что аппарат мог пострадать от катастрофического события, фотографии, сделанные астрономами-любителями в обсерватории Штаркенбург в Германии и в других местах по всему миру, показали, что космический аппарат был цел и, по-видимому, двигался по курсу. Слабый сигнал был наконец обнаружен с помощью 35-метровой (115 футов) антенны в Нью-Норсии, Западная Австралия , и связь с XMM-Newton предполагала, что переключатель радиочастот космического аппарата вышел из строя. После устранения неполадок наземные диспетчеры использовали 34-метровую (112 футов) антенну NASA в комплексе дальней космической связи Голдстоун, чтобы отправить команду, которая изменила переключатель в его последнее рабочее положение. ЕКА заявило в пресс-релизе, что 22 октября наземная станция в Европейском центре космической астрономии (ESAC) установила связь со спутником, подтвердив, что процесс сработал и что спутник снова под контролем. [26] [27] [28]

Расширение миссии

Благодаря хорошему состоянию космического аппарата и полученным значительным данным Комитет по научной программе ЕКА несколько раз продлевал миссию XMM-Newton . Первое продление произошло в ноябре 2003 года и продлило работу до марта 2008 года. [29] Второе продление было одобрено в декабре 2005 года, продлив работу до марта 2010 года. [30] Третье продление было принято в ноябре 2007 года, которое предусматривало работу до 2012 года. В рамках одобрения было отмечено, что на борту спутника достаточно расходных материалов (топлива, энергии и механического состояния), чтобы теоретически продолжить работу после 2017 года. [31] Четвертое продление в ноябре 2010 года одобрило работу до 2014 года. [32] Пятое продление было одобрено в ноябре 2014 года и подтверждено в ноябре 2016 года, продолжая работу до 2018 года. [33] [34] Шестое продление было одобрено в декабре 2017 года, продолжая работу до конца 2020 года. [35] Седьмое продление было одобрено в ноябре 2018 года, продолжая работу до конца 2022 года. [36] Восьмое продление было одобрено в марте 2023 года, продолжая работу до конца 2026 года, с ориентировочным продлением до 2029 года. [5]

Космический корабль

Макет XMM-Newton в Космическом центре в Тулузе

XMM-Newton — это космический телескоп длиной 10,8 метра (35 футов) и шириной 16,16 метра (53 фута) с развернутыми солнечными батареями. При запуске он весил 3764 килограмма (8298 фунтов). [2] Космический корабль имеет три степени стабилизации, которые позволяют ему наводиться на цель с точностью от 0,25 до 1 угловой секунды . Эта стабилизация достигается за счет использования подсистемы управления ориентацией и орбитой космического корабля. Эти системы также позволяют космическому кораблю наводиться на различные небесные цели и могут поворачивать корабль максимум на 90 градусов в час. [11] [24] Приборы на борту XMM-Newton — три европейские камеры фотонной визуализации (EPIC), два спектрометра с отражательной решеткой (RGS) и оптический монитор.

Космический корабль имеет приблизительно цилиндрическую форму и состоит из четырех основных компонентов. В передней части космического корабля находится платформа поддержки зеркал , которая поддерживает узлы рентгеновского телескопа и системы решеток, оптический монитор и два звездных трекера . Вокруг этого компонента находится служебный модуль , который несет различные системы поддержки космического корабля: компьютерные и электрические шины , расходные материалы (такие как топливо и охлаждающая жидкость ), солнечные батареи , солнцезащитный экран телескопа и две антенны S-диапазона . За этими блоками находится труба телескопа , 6,8-метровая (22 фута) полая структура из углеродного волокна , которая обеспечивает точное расстояние между зеркалами и их оборудованием обнаружения. В этой секции также снаружи размещено оборудование для дегазации , которое помогает удалять любые загрязнения из внутренней части спутника. В задней части космического корабля находится узел фокальной плоскости , который поддерживает платформу фокальной плоскости (несущую камеры и спектрометры), а также узлы обработки данных, распределения питания и радиатора. [37]

Инструменты

Европейские фотонные камеры визуализации

Три европейские фотонные камеры визуализации (EPIC) являются основными инструментами на борту XMM-Newton . Система состоит из двух камер MOS – CCD и одной pn -CCD камеры с общим полем зрения 30 угловых минут и диапазоном энергетической чувствительности от 0,15 до 15 кэВ ( от 82,7 до 0,83 ангстрем ). Каждая камера содержит шестипозиционное колесо фильтров с тремя типами рентгеновских прозрачных фильтров, полностью открытое и полностью закрытое положение; каждая также содержит радиоактивный источник, используемый для внутренней калибровки. Камеры могут работать независимо в различных режимах в зависимости от необходимой чувствительности изображения и скорости, а также интенсивности цели. [38] [39] [40]

Две камеры MOS-CCD используются для обнаружения низкоэнергетических рентгеновских лучей. Каждая камера состоит из семи кремниевых чипов (один в центре и шесть вокруг него), каждый из которых содержит матрицу 600 × 600 пикселей , что дает камере общее разрешение около 2,5 мегапикселей . Как обсуждалось выше, каждая камера имеет большой смежный радиатор , который охлаждает прибор до рабочей температуры −120 °C (−184 °F). Они были разработаны и построены Центром космических исследований Университета Лестера и EEV Ltd. [ 25] [38] [40]

Камера pn-CCD используется для обнаружения рентгеновских лучей высокой энергии и состоит из одного кремниевого чипа с двенадцатью отдельными встроенными ПЗС. Каждая ПЗС имеет размер 64 × 189 пикселей, что в общей сложности составляет 145 000 пикселей. На момент своего создания камера pn-CCD на XMM-Newton была самым большим подобным устройством из когда-либо созданных, с чувствительной площадью 36 см 2 (5,6 кв. дюймов). Радиатор охлаждает камеру до −90 °C (−130 °F). Эта система была создана Тюбингенским астрономическим институтом , Институтом внеземной физики Макса Планка и компанией PNSensor, все из Германии. [38] [41] [42]

Система EPIC записывает три типа данных о каждом рентгеновском луче, который обнаруживается ее ПЗС-камерами. Время прибытия рентгеновского луча позволяет ученым разрабатывать световые кривые , которые проецируют количество рентгеновских лучей, прибывающих с течением времени, и показывают изменения яркости цели. Место, где рентгеновский луч попадает в камеру, позволяет получить видимое изображение цели. Количество энергии, переносимое рентгеновским лучом, также может быть обнаружено и помогает ученым определять физические процессы, происходящие на цели, такие как ее температура, ее химический состав и то, какова среда между целью и телескопом. [43]

Спектрометры с отражательной решеткой

Спектрометры с отражательной решеткой (RGS) состоят из двух камер в фокальной плоскости и связанных с ними решеток отражательной решетки. Эта система используется для построения рентгеновских спектральных данных и может определять элементы, присутствующие в мишени, а также температуру, количество и другие характеристики этих элементов. Система RGS работает в диапазоне от 2,5 до 0,35 кэВ ( от 5 до 35 ангстрем ), что позволяет обнаруживать углерод, азот, кислород, неон, магний, кремний и железо. [44] [45]

Каждая камера в фокальной плоскости состоит из девяти устройств MOS-CCD, установленных в ряд и следующих кривой, называемой кругом Роуланда . Каждая CCD содержит 384 × 1024 пикселей, что обеспечивает общее разрешение более 3,5 мегапикселей. Общая ширина и длина матрицы CCD были продиктованы размером спектра RGS и диапазоном длин волн соответственно. Каждая матрица CCD окружена относительно массивной стенкой, обеспечивающей теплопроводность и экранирование излучения . Двухступенчатые радиаторы охлаждают камеры до рабочей температуры −110 °C (−166 °F). Системы камер были совместными усилиями SRON , Института Пауля Шеррера и MSSL , а EEV Ltd и Contraves Space предоставили оборудование. [25] [44] [45] [46] [47]

Решетчатые решетки отражения прикреплены к двум основным телескопам. Они позволяют примерно 50% входящих рентгеновских лучей проходить без помех в систему EPIC, перенаправляя остальные 50% на камеры фокальной плоскости. Каждый RGA был разработан так, чтобы содержать 182 идентичных решетки, хотя из-за ошибки изготовления в одном из них осталось только 181. Поскольку зеркала телескопа уже сфокусировали рентгеновские лучи для сходимости в фокальной точке, каждая решетка имеет одинаковый угол падения, и, как и в случае с камерами фокальной плоскости, каждая решетчатая решетка соответствует кругу Роуланда. Такая конфигурация минимизирует фокальные аберрации. Каждая решетка размером 10 × 20 см (4 × 8 дюймов) состоит из подложки из карбида кремния толщиной 1 мм (0,039 дюйма), покрытой золотой пленкой толщиной 2000 ангстрем (7,9 × 10−6 дюймов  ) , и поддерживается пятью бериллиевыми ребрами жесткости. Решетки содержат большое количество канавок, которые фактически выполняют отклонение рентгеновских лучей; каждая решетка содержит в среднем 646 канавок на миллиметр. RGA были построены Колумбийским университетом . [44] [45]

Оптический монитор

Оптический монитор (ОМ) — это 30-сантиметровый (12 дюймов) оптический/ультрафиолетовый телескоп Ричи-Кретьена, разработанный для обеспечения одновременных наблюдений вместе с рентгеновскими инструментами космического корабля. ОМ чувствителен в диапазоне от 170 до 650 нанометров в квадратном поле зрения размером 17 × 17 угловых минут, совмещенном с центром поля зрения рентгеновского телескопа. Он имеет фокусное расстояние 3,8 м (12 футов) и фокусное отношение ƒ/12,7. [48] [49]

Инструмент состоит из модуля телескопа, содержащего оптику, детекторы, обрабатывающее оборудование и источник питания; и модуля цифровой электроники, содержащего блок управления инструментом и блоки обработки данных. Входящий свет направляется в одну из двух полностью избыточных систем детекторов. Свет проходит через 11-позиционное колесо фильтров (один непрозрачный для блокировки света, шесть широкополосных фильтров, один белый светофильтр, один увеличительный элемент и две гризмы ), затем через усилитель, который усиливает свет в миллион раз, а затем на датчик ПЗС. Размер ПЗС составляет 384 × 288 пикселей, из которых 256 × 256 пикселей используются для наблюдений; каждый пиксель далее подвыбирается до 8 × 8 пикселей, в результате чего получается конечный продукт размером 2048 × 2048. Оптический монитор был создан Лабораторией космических наук Малларда при участии организаций в Соединенных Штатах и ​​Бельгии. [48] [49]

Телескопы

Фокусировка рентгеновских лучей со скользящим отражением в оптической системе Wolter Type-1

Системы EPIC и RGS питаются тремя телескопами, специально разработанными для направления рентгеновских лучей в основные инструменты космического корабля. Сборки телескопов имеют диаметр 90 см (35 дюймов), длину 250 см (98 дюймов) и базовый вес 425 кг (937 фунтов). Два телескопа с решетчатыми решетками отражательного типа весят дополнительно 20 кг (44 фунта). Компоненты телескопов включают (спереди назад) дверцу зеркального узла, входные и рентгеновские перегородки, зеркальный модуль, электронный дефлектор, решетчатую решетку отражательного типа в двух сборках и выходную перегородку. [13] [50] [51] [52]

Каждый телескоп состоит из 58 цилиндрических, вложенных друг в друга зеркал Wolter Type-1, разработанных итальянской компанией Media Lario, каждое длиной 600 мм (24 дюйма) и диаметром от 306 до 700 мм (от 12,0 до 27,6 дюйма), что обеспечивает общую собирающую площадь 4425 см 2 (686 кв. дюймов) при 1,5 кэВ и 1740 см 2 (270 кв. дюймов) при 8 кэВ. [2] Толщина зеркал варьируется от 0,47 мм (0,02 дюйма) для самого внутреннего зеркала до 1,07 мм (0,04 дюйма) для самого внешнего зеркала, а расстояние между каждым зеркалом варьируется от 1,5 до 4 мм (от 0,06 до 0,16 дюйма) от самого внутреннего до самого внешнего. [2] Каждое зеркало было изготовлено путем осаждения паров 250 нм слоя золотой отражающей поверхности на высокополированную алюминиевую оправку , с последующей электроформовкой монолитного никелевого опорного слоя на золото. Готовые зеркала были вклеены в пазы паука из инконеля , который удерживал их выровненными в пределах пятимикронного допуска, необходимого для достижения адекватного разрешения рентгеновских лучей. Оправки были изготовлены Carl Zeiss AG , а электроформовка и окончательная сборка были выполнены Media Lario при участии Kayser-Threde . [53]

Подсистемы

Система управления ориентацией и орбитой

Управление ориентацией космического корабля по трем осям осуществляется системой управления ориентацией и орбитой (AOCS), состоящей из четырех маховиков , четырех инерциальных измерительных блоков , двух звездных трекеров , трех точных солнечных датчиков и трех солнечных датчиков. AOCS была предоставлена ​​компанией Matra Marconi Space из Великобритании. [2] [54] [55]

Грубая ориентация космического корабля и поддержание орбиты обеспечиваются двумя наборами из четырех 20- ньютоновых (4,5  фунт -сила ) гидразиновых двигателей (основной и резервный). [2] Гидразиновые двигатели были построены немецкой компанией DASA-RI . [56]

В 2013 году AOCS была модернизирована с помощью программного патча («4WD») для управления ориентацией с помощью трех основных маховиков и четвертого, запасного колеса, неиспользуемого с момента запуска, с целью экономии топлива для продления срока службы космического корабля. [57] [58] В 2019 году прогнозировалось, что топлива хватит до 2030 года. [59]

Энергетические системы

Первичное питание для XMM-Newton обеспечивается двумя фиксированными солнечными батареями. Батареи состоят из шести панелей размером 1,81 × 1,94 м (5,9 × 6,4 фута) общей площадью 21 м 2 (230 кв. футов) и массой 80 кг (180 фунтов). При запуске батареи обеспечивали 2200 Вт мощности и, как ожидалось, будут обеспечивать 1600 Вт после десяти лет эксплуатации. Развертывание каждой батареи заняло четыре минуты. Батареи были предоставлены Fokker Space из Нидерландов. [2] [60]

При отсутствии прямого солнечного света питание обеспечивается двумя никель-кадмиевыми аккумуляторами, обеспечивающими 24 А·ч и весом 41 кг (90 фунтов) каждый. Аккумуляторы были предоставлены французской компанией SAFT . [2] [60]

Система радиационного контроля

Камеры сопровождаются системой радиационного мониторинга EPIC (ERMS), которая измеряет радиационную среду вокруг космического корабля; в частности, окружающий поток протонов и электронов. Это обеспечивает предупреждение о повреждающих радиационных событиях, позволяя автоматически выключать чувствительные ПЗС-камеры и связанную с ними электронику. ERMS была создана Центром пространственных исследований лучей во Франции. [13] [38] [40]

Камеры визуального наблюдения

Камеры визуального наблюдения (VMC) на космическом корабле были добавлены для контроля за развертыванием солнечных батарей и солнцезащитного щитка, а также дополнительно предоставили изображения запуска двигателей и выделения газа из телескопической трубы во время ранних операций. Две VMC были установлены на сборке фокальной плоскости, смотрящей вперед. Первая — FUGA-15, черно-белая камера с высоким динамическим диапазоном и разрешением 290 × 290 пикселей. Вторая — IRIS-1, цветная камера с переменным временем экспозиции и разрешением 400 × 310 пикселей. Обе камеры имеют размеры 6 × 6 × 10 см (2,4 × 2,4 × 3,9 дюйма) и вес 430 г (15 унций). Они используют активные пиксельные датчики , технологию, которая была новой во время разработки XMM-Newton . Камеры были разработаны OIC–Delft и IMEC , обе из Бельгии. [56] [61]

Наземные системы

Управление полетом XMM-Newton находится в Европейском центре космических операций (ESOC) в Дармштадте , Германия. Две наземные станции , расположенные в Перте и Куру , используются для поддержания непрерывного контакта с космическим аппаратом на протяжении большей части его орбиты. Резервные наземные станции расположены в Виллафранка-дель-Кастильо , Сантьяго и Донгаре . Поскольку XMM-Newton не имеет встроенного хранилища данных, научные данные передаются на эти наземные станции в режиме реального времени. [20]

Затем данные передаются в Центр научных операций Европейского центра космической астрономии в Виллафранка-дель-Кастильо, Испания, где конвейерная обработка выполняется с марта 2012 года. Данные архивируются в Центре научных данных ESAC [62] и распределяются по зеркальным архивам в Центре космических полетов Годдарда и Научном центре обзора XMM-Newton (SSC) в Институте исследований астрофизики и планетологии . До июня 2013 года SSC ​​управлялся Университетом Лестера , но операции были переданы из-за прекращения финансирования Соединенным Королевством. [16] [63]

Наблюдения и открытия

Космическая обсерватория использовалась для открытия скопления галактик XMMXCS 2215-1738 , находящегося на расстоянии 10 миллиардов световых лет от Земли. [64]

Объект SCP 06F6 , обнаруженный космическим телескопом «Хаббл» (HST) в феврале 2006 года, наблюдался XMM-Newton в начале августа 2006 года и, по-видимому, демонстрировал рентгеновское свечение вокруг себя [65], на два порядка более яркое, чем у сверхновых . [66]

В июне 2011 года группа ученых из Женевского университета ( Швейцария ) сообщила, что XMM-Newton наблюдал вспышку, которая длилась четыре часа с пиковой интенсивностью в 10 000 раз выше обычной, в результате наблюдения сверхгигантского быстрого рентгеновского транзиента IGR J18410-0535, где голубая сверхгигантская звезда сбросила шлейф вещества, который был частично поглощен меньшей нейтронной звездой- компаньоном с сопутствующим рентгеновским излучением. [67] [68]

В феврале 2013 года было объявлено, что XMM-Newton совместно с NuSTAR впервые измерили скорость вращения сверхмассивной черной дыры , наблюдая за черной дырой в ядре галактики NGC 1365. В то же время была проверена модель, объясняющая искажение рентгеновских лучей, испускаемых черной дырой. [69] [70]

В феврале 2014 года отдельные анализы извлекли из спектра рентгеновского излучения, наблюдаемого XMM-Newton, монохроматический сигнал около 3,5 кэВ. [71] [72] Этот сигнал исходит от разных скоплений галактик , и несколько сценариев темной материи могут оправдать такую ​​линию. Например, кандидат с энергией 3,5 кэВ аннигилирует в 2 фотона, [73] или частица темной материи с энергией 7 кэВ распадается на фотон и нейтрино. [74]

В июне 2021 года одно из крупнейших рентгеновских исследований с использованием космической обсерватории XMM-Newton Европейского космического агентства опубликовало первые результаты, отобразившие рост 12 000 сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик и скоплений галактик. [75]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "XMM-Newton factsheet". Европейское космическое агентство. 20 августа 2014 г. Получено 16 июня 2018 г.
  2. ^ abcdefghijklmnopqrstu vwxyz Уилсон, Эндрю (июнь 2005 г.). "XMM-Newton" (PDF) . Достижения ЕКА (3-е изд.). Европейское космическое агентство. стр. 206–209. ISBN 92-9092-493-4. Публикация ЕКА BR-250.
  3. ^ "Безупречный запуск". Европейское космическое агентство. 10 декабря 1999 г. Получено 21 сентября 2014 г.
  4. ^ ab "Ariane-5". Gunter's Space Page . Получено 21 сентября 2014 г.
  5. ^ abc "Продление срока службы научных миссий ЕКА". ЕКА . 7 марта 2023 г. Получено 20 марта 2023 г.
  6. ^ "XMM – Orbit". Heavens Above . 3 февраля 2016 г. Получено 3 февраля 2016 г.
  7. ^ "XMM-Newton: Objectives". Европейское космическое агентство. 8 июля 2011 г. Получено 5 февраля 2016 г.
  8. ^ "Athena Mission Summary". Европейское космическое агентство. 2 мая 2022 г. Получено 28 ноября 2022 г.
  9. ^ Кречмар, Питер (2018). XMM-Newton Общий статус миссии (PDF) . Встреча группы пользователей XMM-Newton № 19. 17–18 мая 2018 г. Виллафранка-дель-Кастильо, Испания.
  10. ^ Шартель, Норберт; Сантос-Льео, Мария; Пармар, Арвинд; Клавель, Жан (февраль 2010 г.). «10 лет открытия: в ознаменование первого десятилетия XMM-Newton». Бюллетень ESA (141): 2–9. ISSN  0376-4265.
  11. ^ abcdefg "Обзор XMM-Newton". Европейское космическое агентство. 4 июня 2013 г. Получено 31 января 2016 г.
  12. ^ ab Jansen, F.; Lumb, D.; Altieri, B.; Clavel, J.; Ehle, M.; et al. (2001). "XMM-Newton observatory. I. The spacecraft and operations" (PDF) . Astronomy and Astrophysics . 365 (1): L1–L6. Bibcode :2001A&A...365L...1J. doi : 10.1051/0004-6361:20000036 .
  13. ^ abcdefg «Вселенная просвечена рентгеном и британская наука удостоена чести». Авиастроение и аэрокосмические технологии . 72 (4). Emerald Group. 2000. doi :10.1108/aeat.2000.12772daf.010.
  14. ^ abcdef Ламб, Дэвид Х.; Шартель, Норберт; Янсен, Фред А. (февраль 2012 г.). "X-ray Multi-mirror Mission (XMM-Newton) observatory" (Обсерватория рентгеновской многозеркальной миссии (XMM-Newton)). Optical Engineering . 51 (1). 011009. arXiv : 1202.1651 . Bibcode :2012OptEn..51a1009L. doi :10.1117/1.OE.51.1.011009. S2CID  119237088.
  15. ^ abcde Ла Паломбара, Никола (12 сентября 2010 г.). «Двадцать лет с XMM (и даже больше...)» (PDF) . Национальный институт астрофизики . Проверено 31 января 2016 г.
  16. ^ ab "XMM-Newton Survey Science Centre". Университет Лестера . Получено 31 января 2016 г.
  17. ^ "'Black Beauty' плывет в тропики". Европейское космическое агентство. 13 сентября 1999 г. Получено 3 февраля 2016 г.
  18. ^ "XMM прибывает во Французскую Гвиану". Европейское космическое агентство. 27 сентября 1999 г. Получено 3 февраля 2016 г.
  19. ^ "XMM-Newton: Trajectory Details". Национальный центр космических научных данных . NASA . Получено 1 февраля 2016 г.
  20. ^ ab "XMM-Newton: Orbit/Navigation". Европейское космическое агентство. 19 сентября 2011 г. Получено 2 февраля 2016 г.
  21. ^ "XMM-Newton Operations". Европейское космическое агентство . Получено 3 февраля 2016 г.
  22. ^ "PR 54-1999: XMM летает прекрасно" (пресс-релиз). Европейское космическое агентство. 20 декабря 1999 г. PR 54-1999 . Получено 3 февраля 2016 г.
  23. ^ abc "XMM-Newton What's New". NASA . Получено 3 февраля 2016 г.
  24. ^ ab "XMM-Newton: Fact Sheet". Европейское космическое агентство. 21 декабря 2012 г. Получено 3 февраля 2016 г.
  25. ^ abc "Первые результаты охлаждения инструментов XMM-Newton RGS и EPIC MOS". Европейское космическое агентство. 11 ноября 2002 г. Архивировано из оригинала 6 февраля 2016 г. Получено 5 февраля 2016 г.
  26. ^ "ESA Receives An Orbital Call For Help". Aero-News.net . 23 октября 2008 г. Получено 5 февраля 2016 г.
  27. ^ "Восстановление контакта с XMM-Newton". Европейское космическое агентство. 22 октября 2008 г. Получено 5 февраля 2016 г.
  28. ^ "XMM-Newton снова говорит громко и ясно". Европейское космическое агентство. 23 октября 2008 г. Получено 5 февраля 2016 г.
  29. ^ "XMM-Newton-NEWS #36". Европейское космическое агентство. 1 декабря 2003 г. Архивировано из оригинала 6 февраля 2016 г. Получено 4 февраля 2016 г.
  30. ^ "XMM-Newton Mission Extension Approved". Европейское космическое агентство. 6 декабря 2005 г. Получено 4 февраля 2016 г.
  31. ^ "XMM-Newton Mission Extension Approved". Европейское космическое агентство. 15 ноября 2007 г. Получено 4 февраля 2016 г.
  32. ^ «Европа сохраняет свое присутствие на последнем рубеже». Европейское космическое агентство. 22 ноября 2010 г. Получено 5 февраля 2016 г.
  33. ^ "Продление срока службы научных миссий ЕКА". Европейское космическое агентство. 20 ноября 2014 г. Получено 5 февраля 2016 г.
  34. ^ "ESA Science & Technology - Подтверждено продление на два года научных миссий ESA". sci.esa.int . Получено 2021-07-09 .
  35. ^ "ESA Science & Technology – Зеленый свет для продолжения работы научных миссий ESA". sci.esa.int . Получено 2021-07-09 .
  36. ^ "ESA Science & Technology - Продление срока службы научных миссий ESA". sci.esa.int . Получено 2021-07-09 .
  37. ^ Barré, H.; Nye, H.; Janin, G. (декабрь 1999 г.). «Обзор системы обсерватории XMM». Бюллетень . 100 (100). Европейское космическое агентство: 15–20. Bibcode : 1999ESABu.100...15B. ISSN  0376-4265.
  38. ^ abcd "XMM-Newton: Инструменты: Европейская фотонная камера (EPIC)". Европейское космическое агентство. 18 августа 2015 г. Получено 6 февраля 2016 г.
  39. ^ "Научные режимы камер EPIC". XMM-Newton User's Handbook . Европейское космическое агентство. 20 июля 2015 г. стр. 3.3.2. Выпуск 2.13. Архивировано из оригинала 15 декабря 2015 г. Получено 6 февраля 2016 г.
  40. ^ abc Turner, MJL; Abbey, A.; Arnaud, M.; Balasini, M.; Barbera, M.; et al. (январь 2001 г.). "Европейская фотонная камера на XMM-Newton: камеры MOS" (PDF) . Астрономия и астрофизика . 365 (1): L27–L35. arXiv : astro-ph/0011498 . Bibcode :2001A&A...365L..27T. doi :10.1051/0004-6361:20000087. S2CID  17323951.
  41. ^ "Концепция детектора pn-ПЗС". PNSensor.de . 2 июля 2008 г. Получено 6 февраля 2016 г.
  42. ^ Strüder, L.; Briel, U.; Dennerl, K.; Hartmann, R.; Kendziorra, E.; et al. (январь 2001 г.). "Европейская фотонная камера на XMM-Newton: камера pn-CCD" (PDF) . Астрономия и астрофизика . 365 (1): L18–L26. Bibcode :2001A&A...365L..18S. doi : 10.1051/0004-6361:20000066 .
  43. ^ Баскилл, Даррен (14 сентября 2006 г.). "Инструменты EPIC-MOS на борту XMM-Newton". Университет Лестера . Архивировано из оригинала 1 июля 2007 г.
  44. ^ abc den Herder, JW; Brinkman, AC; Kahn, SM; Branduardi-Raymont, G.; Thomsen, K.; et al. (январь 2001 г.). "The Reflection Grating Spectrometer on board XMM-Newton" (PDF) . Астрономия и астрофизика . 365 (1): L7–L17. Bibcode :2001A&A...365L...7D. doi : 10.1051/0004-6361:20000058 .Ден Гердер (2001) утверждает, что система RGS работает в диапазоне от 6 до 38 ангстрем , однако большинство источников, включая официальные сайты ЕКА, противоречат этому.
  45. ^ abc Бринкман, А.; Аартс, Х.; ден Боггенде, А.; Бутсма, Т.; Дуббельдам, Л.; и др. (1998). Спектрометр с отражательной решеткой на борту XMM (PDF) . Наука с XMM. 30 сентября — 2 октября 1998 г. Нордвейк, Нидерланды. Бибкод : 1998sxmm.confE...2B.
  46. ^ "The Reflection Grating Spectrometer (RGS) onboard XMM-Newton". Европейское космическое агентство. Архивировано из оригинала 29 декабря 2015 года . Получено 6 февраля 2016 года .
  47. ^ "XMM-Newton: Инструменты: Спектрометр с отражательной решеткой (RGS)". Европейское космическое агентство. 18 августа 2015 г. Получено 6 февраля 2016 г.
  48. ^ ab "XMM-Newton: Instruments: Optical Monitor (OM)". Европейское космическое агентство. 18 августа 2015 г. Получено 6 февраля 2016 г.
  49. ^ ab Mason, KO; Breeveld, A.; Much, R.; Carter, M.; Cordova, FA; et al. (январь 2001 г.). "Оптический/УФ-мониторный телескоп XMM-Newton" (PDF) . Астрономия и астрофизика . 365 (1): L36–L44. arXiv : astro-ph/0011216 . Bibcode :2001A&A...365L..36M. doi :10.1051/0004-6361:20000044. S2CID  53630714.
  50. ^ "XMM-Newton: Рентгеновские зеркала: Введение". Европейское космическое агентство. 3 апреля 2013 г. Получено 5 февраля 2016 г.
  51. ^ "XMM-Newton: Рентгеновские зеркала: конфигурация". Европейское космическое агентство. 3 апреля 2013 г. Получено 5 февраля 2016 г.
  52. ^ "XMM-Newton: Рентгеновские зеркала: оптическая конструкция". Европейское космическое агентство. 3 апреля 2013 г. Получено 5 февраля 2016 г.
  53. ^ де Шамбур, Д.; Лейне, Р.; ван Катвейк, К.; ван Кастерен, Дж.; Глод, П. (февраль 1997 г.). «Производство рентгеновских зеркал для космического корабля XMM ЕКА». Бюллетень (89). Европейское космическое агентство: 68–79. ISSN  0376-4265.
  54. ^ "XMM-Newton: Engineering: Attitude and Orbital Control Systems (AOCS)". Европейское космическое агентство. 19 сентября 2011 г. Получено 7 февраля 2016 г.
  55. ^ "Attitude & Orbit Control Subsystem (AOCS)". XMM-Newton Users' Handbook . Европейское космическое агентство. 20 июля 2015 г. стр. 3.6.2. Выпуск 2.13. Архивировано из оригинала 15 декабря 2015 г. Получено 6 февраля 2016 г.
  56. ^ ab "Самолеты в космосе: уникальные снимки XMM". Европейское космическое агентство. 17 декабря 1999 г. Получено 12 февраля 2016 г.
  57. ^ Спид, Ричард. «Идеальный полный привод: как ESA сохраняет XMM-Newton живым спустя 20 лет и дольше». www.theregister.com . Получено 31.12.2020 .
  58. ^ Панталеони, Мауро. «Эксплуатационная задача XMM-Newton по изменению управления ориентацией на 4 активных реактивных колеса после 12 лет рутинной работы». ResearchGate . Получено 31 декабря 2020 г.
  59. ^ Кирш, Маркус. "XMM-Newton -MOC готовится к третьему десятилетию работы" (PDF) . ESA . ​​Получено 31 декабря 2020 г. .
  60. ^ ab "XMM расправляет свои крылья в последний раз на Земле". Европейское космическое агентство. 18 августа 1999 г. Получено 12 февраля 2016 г.
  61. ^ Хабинц, Санди; Карлссон, Андерс; Вийманс, Виллем; Жамё, Дэвид; Ожье, Вернер; и др. (2000). Результаты в полете с использованием камер визуального мониторинга (PDF) . Системы данных в аэрокосмической отрасли. 22–26 мая 2000 г. Монреаль, Канада. Bibcode : 2000ESASP.457...71H.
  62. ^ «Добро пожаловать в научный архив XMM-Newton». Европейское космическое агентство. 6 августа 2018 г. Получено 15 октября 2018 г.
  63. ^ "Научный центр исследования XMM-Ньютона" . L'Институт исследований астрофизики и планетологии . Проверено 31 января 2016 г.
  64. ↑ Билинг, Жаки (7 июня 2006 г.). «Обнаружено огромное скопление галактик в 10 миллиардах световых лет от нас» (пресс-релиз). Университет Сассекса.
  65. ^ Брамфилд, Джефф (19 сентября 2008 г.). «Как они задаются вопросом, кто ты». Nature . doi :10.1038/news.2008.1122 . Получено 12 февраля 2016 г. .
  66. ^ Гензике, Борис Т.; Леван, Эндрю Дж.; Марш, Томас Р.; Уитли, Питер Дж. (июнь 2009 г.). «SCP 06F6: богатый углеродом внегалактический транзиент при красном смещении Z ≃ 0,14?». The Astrophysical Journal Letters . 697 (2): L129–L132. arXiv : 0809.2562 . Bibcode : 2009ApJ...697L.129G. doi : 10.1088/0004-637X/697/2/L129. S2CID  14807033.
  67. ^ «Нейтронная звезда откусывает больше, чем может прожевать». Европейское космическое агентство. 28 июня 2011 г. Получено 12 февраля 2016 г.
  68. ^ Bozzo, E.; Giunta, A.; Cusumano, G.; Ferrigno, C.; Walter, R.; et al. (Июль 2011 г.). "XMM-Newton наблюдения IGR J18410-0535: поглощение сгустка сверхгигантским быстрым рентгеновским транзиентом". Astronomy and Astrophysics . 531 . A130. arXiv : 1106.5125 . Bibcode :2011A&A...531A.130B. doi :10.1051/0004-6361/201116726. S2CID  119231893.
  69. ^ Харрингтон, Дж. Д.; Клэвин, Уитни (27 февраля 2013 г.). «NASA's NuSTAR помогает решить загадку вращения черной дыры» (пресс-релиз). NASA . Получено 20 сентября 2014 г. .
  70. ^ Risaliti, G.; Harrison, FA; Madsen, KK; Walton, DJ; Boggs, SE; et al. (Февраль 2013 г.). «Быстро вращающаяся сверхмассивная черная дыра в центре NGC 1365». Nature . 494 (7438): 449–451. arXiv : 1302.7002 . Bibcode :2013Natur.494..449R. doi :10.1038/nature11938. PMID  23446416. S2CID  2138608.
  71. ^ Булбул, Эсра; Маркевич, Максим; Фостер, Адам; Смит, Рэндалл К.; Левенштейн, Майкл; и др. (Июль 2014 г.). «Обнаружение неопознанной линии излучения в сложенном рентгеновском спектре скоплений галактик». The Astrophysical Journal . 789 (1). 13. arXiv : 1402.2301 . Bibcode :2014ApJ...789...13B. doi :10.1088/0004-637X/789/1/13. S2CID  118468448.
  72. ^ Боярский, Алексей; Ручайский, Олег; Якубовский, Дмитрий; Франсе, Йерун (декабрь 2014 г.). "Неопознанная линия в рентгеновских спектрах галактики Андромеды и скопления галактик Персея". Physical Review Letters . 113 (25). 251301. arXiv : 1402.4119 . Bibcode :2014PhRvL.113y1301B. doi :10.1103/PhysRevLett.113.251301. PMID  25554871. S2CID  21406370.
  73. ^ Дудас, Эмилиан; Эртье, Люсьен; Мамбрини, Янн (август 2014 г.). «Генерирование рентгеновских линий из аннулирующейся темной материи». Physical Review D. 90 ( 3). 035002. arXiv : 1404.1927 . Bibcode : 2014PhRvD..90c5002D. doi : 10.1103/PhysRevD.90.035002. S2CID  118573978.
  74. ^ Исида, Хироюки; Чон, Кванг Сик; Такахаши, Фуминобу (май 2014 г.). «7 кэВ стерильных нейтрино темной материи из механизма разделения ароматов». Physics Letters B . 732 : 196–200. arXiv : 1402.5837 . Bibcode :2014PhLB..732..196I. doi :10.1016/j.physletb.2014.03.044. S2CID  119226364.
  75. ^ «Новая рентгеновская карта показывает растущие сверхмассивные черные дыры в полях обзора следующего поколения». Phys.org . 8 июня 2021 г.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме XMM-Newton .