2
min read
A- A+
read
Japani on ampumassa röntgenjättiläistä taivaalle


Japanin avaruushallinto JAXA on laukaisemassa avaruuteen uutta, suurikokoista röntgensäteilyn aallonpituusalueella tähtitaivasta tutkivaa avaruusteleskooppia. Astro-H oli tarkoitus lähettää matkaan tänään, mutta laukaisua lykättiin huonon sään vuoksi.


Jari Mäkinen
12.02.2016

Astro-H

Lähes kaikki tähtitaivaan kohteet lähettävät näkyvän valon lisäksi muita sähkömagneettisen spektrin säteitä, ja itse asiassa monet kohteet ovat kirkkaampia muilla aallonpituusalueilla. Osaa säteistä, kuten infrapunasäteilyä, ultraviolettia, röntgenaaltoja ja gammasäteitä voi havaita kunnolla vain avaruudesta, sillä maapallon ilmakehä ei päästä näitä (onneksi) tänne Maan pinnalle saakka.

Kun ensimmäiset röntgensäteet avaruudesta havaittiin 1940-luvulla, oli kyseessä hieman samankaltainen elämys kuin painovoima-aaltojen löytyminen; uusi ikkuna avaruuteen avautui.

Nyt röntgentaivasta tutkitaan rutiininomaisesti avaruudessa olevilla teleskoopeilla, joskin aivan viime aikoina ei suurikokoisia röntgenalueen avaruusteleskooppeja ole lähetetty kiertoradalle. Edelleen suurimmat – ja yhä toiminnassa olevat – teleskoopit Chandra ja XMM-Newton laukaistiin avaruuteen vuonna 1999, ja tuorein havaintolaite, NuSTAR on puolestaan varsin pienikokoinen.

Parhaillaan japanilaisen H-2A -kantoraketin nokassa Tanegashiman avaruuskeskuksessa lähtöään odottava Astro-H on puolestaan keskikokoinen röntgensatelliitti, mutta sen odotetaan saavan parempia tuloksia kuin jo kohta 20 vuotta vanhat Chandra ja XMM-Newton.

Astro-H:n massa laukaisun aikaan on 2,7 tonnia ja siinä on kaikkiaan neljä röntgenalueella toimivaa teleskooppia: kaksi niistä havaitsevat "pehmeää" röntgensäteilyä energia-alueella 0,3-12 keV ja toiset kaksi on viritetty "kovaa" röntgensäteilyä varten, eli havaitsemaan energia-aluetta välillä 5-80 keV.

Pehmeän alueen teleskoopit ovat polttoväliltään 5,6 metriä ja kovan alueen 12 metriä. 

Röntgenteleskoopit ovat tyypiltään sellaisia, että korkeaenergisemmän säteilyn havaitseminen vaatii käytännössä pitemmän polttovälin. Tätä menetelmää hyödyntäen satelliitin kovan alueen teleskooppien polttoväliä voi vielä pidentää kuudella metrillä, jolloin päästään havaitsemaan jopa 600 keV:n aluetta.

Teleskoopit pystyvät niin ottamaan kuvia kuin myös viipaloimaan havaitsemaansa säteilyä pienempiin aallonpituusalueisiin, eli tekemään spektroskooppisia havaintoja.

Halkaisijaltaan suurin teleskooppi on 45 cm, eli se ei ole kovin suuri optisen alueen kaukoputkiin verrattuna, mutta röntgenteleskoopiksi se on kookas.

Astron-H ja sen osat: kovan röntgensäteilyn (HXT) ja pehmeän säteilyn (SXT-S, SXT-I) teleskooppiosat, kovan säteilyn (HXI) ja pehmeän säteilyn (SXI) kamerat, pehmeän säteilyn spektrometri (SXS) ja gammasädemittari (SGD).

 

Uusi laukaisuyritys piakkoin

Raketin laukaisu oli tarkoitus tehdä tänään perjantaina klo 10.45 Suomen aikaa, mutta 53 metriä korkean raketin laukaisua päätettiin siirtää tuonnemmaksi laukaisupaikalla olleen huonon sään vuoksi.

Japanin avaruushallinto JAXA ei ole ilmoittanut vielä milloin uusi yritys tapahtuu, mutta laukaisupaikka on varattu tätä varten alustavasti kuun loppuun saakka. Todennäköisimmin laukaisua koetetaan uudelleen ensi viikon alussa. 

Teleskooppi on tarkoitus laukaista 575 kilometrin korkeudessa olevalle kiertoradalle.

Sen odotetaan toimivan ainakin vuosikymmenen ajan havaiten maailmankaikkeuden kaikkein rajuimpia ilmiöitä mustista aukoista ja pyörivistä neutronitähtien ympärillä olevista kerääntymäkiekoista tähtien räjähdyksiin ja kaukaisten galaksien erilaisiin elämänvaiheisiin.

Mukana satelliitin tekemisessä ja sen tieteellisessä työssä on tutkijoita Japanin lisäksi Euroopasta, Kanadasta ja Yhdysvalloista.

Japani on röntgenkonkari

Japanilla on pitkät perinteet röntgensatelliittien lähettämisessä, sillä maan ensimmäinen röntgenteleskooppi Hakucho lähetettiin vuonna 1979. Sen jälkeen japanilaiset ovat tehneet ja laukaisseet koko joukon suurempia satelliitteja (Hinotori, Tenma, Ginga ja ASCA), joilla he ovat voineet jatkaa tauotta röntgenhavaintojen tekemistä parin vuosikymmenen ajan. 

Pitkään sarjaan tuli tauko vuonna 2000, kun maan viidennen röntgenteleskoopin, Astro-E:n, laukaisu epäonnistui. Perinteen mukaan satelliitit tunnetaan koodinimellä siihen saakka kun ne ovat avaruudessa, ja silloin niille annetaan "lopullinen" nimi. Samaan tapaan Astro-H tullaan ristimään uudelleen, kun se on onnellisesti kiertoradalla.

Tuorein japanilainen röntgensatelliitti on Astro-E:n seuraaja Astro-E II, eli Suzaku, joka lähetettiin avaruuteen kesällä 2005.

Lisäksi Japanilla on kansainvälisellä avaruusasemalla taivasta koko ajan kuvaava röntgenmonotori MAXI, jonka tekemisessä oli mukana myös suomalainen Oxford Instruments Analytical Oy. Suomalaiset toimittivat laitteeseen 12 röntgensäteilyä havaitsevaa ilmaisinta.