TOKIO / LONDON (IT BOLTWISE) – Die XRISM-Mission, eine Zusammenarbeit zwischen JAXA und NASA, hat mit ihrer hochauflösenden Röntgenspektroskopie neue Einblicke in die extremsten Umgebungen des Universums gewonnen. Diese bahnbrechenden Beobachtungen könnten unser Verständnis über die Entstehung und Entwicklung des Universums maßgeblich erweitern.
Die XRISM-Mission, eine Kooperation zwischen der Japanischen Raumfahrtagentur JAXA und der NASA, hat mit Unterstützung der Europäischen Weltraumorganisation ESA eine neue Ära der Röntgenspektroskopie eingeläutet. Mit dem Ziel, die extremsten Umgebungen im Universum zu erforschen, sammelt der Satellit Röntgenstrahlen, um die heißesten Regionen, größten Strukturen und stärksten Gravitationsquellen zu untersuchen. In vier kürzlich in Nature und den Astrophysical Journal Letters veröffentlichten Studien hat das XRISM-Team, zu dem auch Forscher des Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) gehören, die Winde eines Quasars und eines Neutronenstern-Binärsystems, das Gas in einem Galaxienhaufen und ein geheimnisvolles astrophysikalisches Objekt untersucht.
Das Herzstück von XRISM ist das hochauflösende Röntgen-Mikrokalorimeter-Spektrometer namens Resolve. Entwickelt von einem internationalen Konsortium unter der Leitung des Goddard Space Flight Center der NASA und des japanischen Instituts für Weltraum- und Astronautikwissenschaften, misst Resolve winzige Temperaturänderungen, die entstehen, wenn ein einzelnes Röntgenphoton auf seinen Detektor trifft. Durch das Sammeln von Tausenden oder Millionen dieser Photonen erstellt das Instrument Spektren, die wie kosmische Barcodes zeigen, welche Farben oder Röntgenenergien ein Objekt emittiert oder absorbiert.
Eine der ersten Beobachtungen von XRISM war ein Quasar, eines der hellsten und energiereichsten Objekte im Universum. Quasare werden von einem supermassiven Schwarzen Loch im Zentrum einer Galaxie angetrieben, das die Materie um sich herum aktiv verschlingt. Die neuen und verbesserten Spektren von XRISM entwirren die chaotischen Winde des Quasars PDS 456 und zeigen, dass sie aus mehreren diskreten Klumpen bestehen, die mit 20 bis 30 Prozent der Lichtgeschwindigkeit entlang unserer Sichtlinie zum Quasar fließen.
Ein weiteres faszinierendes Ergebnis der XRISM-Mission ist die Untersuchung des Gases im Centaurus-Galaxienhaufen. Diese Struktur, die aus Hunderten von Galaxien besteht, enthält große Mengen an heißem ionisiertem Gas. Entgegen der Erwartung, dass dieses Gas mit der Zeit abkühlt, zeigt die Untersuchung, dass eine Schwingbewegung des Gases das Abkühlen verhindert. Diese Entdeckung könnte das langjährige ‘Cooling Flow Problem’ lösen, bei dem weniger kühles Gas beobachtet wird, als Modelle vorhersagen.
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