{nomultithumb}

{lang en}

This morning Japan launched a new X-ray telescope. With the help of Dutch hardware the ASTRO-H-mission will study high-energy phenomena such as matter sucked in by black holes, turbulency in clusters of milky ways, schockwaves caused by supernova explosions and large-scale structures in the universe. ASTRO-H will also investigate dark matter and the acceleration of cosmic particles to high energies.

{/lang} {lang nl}

Japan heeft vanochtend een nieuwe röntgentelescoop gelanceerd. De ASTRO-H-missie gaat met behulp van Nederlandse hardware een aantal energierijke verschijnselen bestuderen, waaronder invallende materie nabij zwarte gaten, turbulenties in clusters van melkwegstelsels, schokgolven veroorzaakt in supernova-explosies en grootschalige structuren in het universum. Ook de versnelling van kosmische deeltjes tot hoge energieën en donkere materie behoren tot het onderzoeksveld van de missie.

{/lang}

ASTRO-H is vanmorgen vanaf het Tanegashima Space Center om 9.45 uur Nederlandse tijd gelanceerd door het Japanse ruimteagentschap JAXA, aan boord van een H-IIA-raket. De ruimtetelescoop – 14 meter lang bij een gewicht van 2,7 ton – wordt afgezet in een baan om de aarde, op een hoogte van 575 km. Daar zal ASTRO-H elke 96 minuten een rondje om de aarde vliegen. Na een testfase van drie maanden beginnen de wetenschappelijke waarnemingen, die zo’n drie jaar gaan duren.

ASTRO-H heeft de beschikking over vier telescopen voor zachte en harde röntgenstraling, die het röntgenlicht bundelen en doorgeven aan twee röntgencamera’s, een spectrometer voor zachte röntgenstraling (SXS, zie onder) en een detector voor zachte gammastraling. De ASTRO-H-missie is in feite een verkenner voor de nog krachtiger ATHENA-missie, waarvan de lancering gepland staat in 2028.  SRON ontwikkelt voor de ATHENA-missie nieuwe technologie die weer voor een sterk verbeterde beeldkwaliteit zal zorgen.

Hete gasnevels
De ASTRO-H-missie richt zich op zeer hete gaswolken in het heelal. Gas zendt pas röntgenstraling uit zodra het heter wordt dan ongeveer 1 miljoen graden Celsius, maar zulke hoge temperaturen zijn geen zeldzaamheid in de ruimte. Gassen die rond een zwart gat draaien bereiken bijvoorbeeld zeer hoge temperaturen. Sterren die als supernova ontploffen laten ook een hete gaswolk na en zelfs de grootste objecten in het heelal, clusters van melkwegstelsels, worden omgeven door een enorme hete gasnevel met een diameter van miljoenen lichtjaren.

Met de Soft X-ray Spectrometer (SXS) heeft ASTRO-H als eerste ruimtetelescoop een instrument aan boord dat heel nauwkeurig de ‘kleurcode’ kan meten van de röntgenstraling die deze hete gasnevels uitzenden. De voorgangers van ASTRO-H konden dat alleen met objecten die als een puntje in de telescoop te zien waren. De innovatie maakt het mogelijk om nauwkeuriger naar veel voorkomende chemische elementen te kijken die in hete gaswolken voorkomen, zoals zuurstof, silicium en ijzer. Deze elementen hebben elk hun eigen ‘kleurcode’ in röntgenstraling, waarmee ze van elkaar te onderscheiden zijn. De SXS is bovendien zo nauwkeurig dat hij zelfs de snelheid van de gassen kan meten.

Supergevoelige pixels
De Soft X-ray Spectrometer van ASTRO-H is ontwikkeld en gebouwd door het Japanse ruimteagentschap JAXA/ISAS in samenwerking met NASA/GSFC, met bijdragen van SRON en de Universiteit van Genève. Het instrument gaat met ongekende nauwkeurigheid de energie van inkomende röntgenstralen meten. De nieuwe technologie die dit mogelijk maakt is spectaculair.

De beeldsensor van 6×6 pixels wordt in een kleine koelkast op een temperatuur gehouden die dichtbij het absolute nulpunt ligt (-273°C). Elke pixel van deze camera bevat een piepkleine elektronische schakeling die heel gevoelig is voor temperatuur. Als een röntgenfoton op het pixel valt, neemt de temperatuur een heel klein beetje toe. Die kleine verandering in temperatuur zorgt voor een veel grotere verandering in de weerstand van de schakeling. Door de weerstand in het pixel heel nauwkeurig te meten, kan de energie (ofwel de ‘kleur’) van het invallende röntgenfoton tot op 0,1 procent nauwkeurig worden uitgerekend.

Made in Holland: filterwiel en ijkbron
SRON leverde essentiële technologie voor de SXS, die voor het eerst tegelijkertijd kaarten én uiterst nauwkeurige spectra kan maken van clusters van sterrenstelsels en overblijfselen van supernova’s.  Samen met de Universiteit van Genève ontwikkelde SRON een wiel met filters die elk maar een bepaald deel van de röntgenstraling doorlaten. De camera is namelijk zo gevoelig dat hij soms tegen te felle röntgenbronnen moet worden beschermd. Het filterwiel zorgt ervoor dat het instrument een groot bereik kan combineren met een grote gevoeligheid, waardoor het instrument scherpe waarnemingen kan doen aan een grote variëteit aan astrofysische bronnen.

Daarnaast ontwikkelde SRON samen met Photonis Netherlands een speciale röntgenlamp om het instrument in de ruimte te kunnen ijken. Met die lokale kalibratiebron kunnen de ruimteonderzoekers de camera continu blijven afstellen, zodat een zo groot mogelijke nauwkeurigheid wordt behaald.

Meer informatie
De lancering is uitgezonden op YouTube en daar nog steeds te zien: https://www.youtube.com/watch?v=kH-wJ1E00wA. Op de website van JAXA is meer foto- en videomateriaal te vinden, alsmede een uitgebreide Engelstalige brochure: http://global.jaxa.jp/projects/sat/astro_h/. Een Nederlandstalige brochure is verkrijgbaar bij SRON.