IXPE יעזור לחוקרים להשיג הבנה חדשה של הכוחות המעורבים באירוע שיבוש גאות ושפל, כפי שניתן לראות באיור של אמן זה המתאר מה קורה כאשר כוכב חולף קרוב לחור שחור סופר מסיבי. קרדיט: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF
נאס"אמשימת ה-IXPE של הארגון נכנסה לשלב ה-General Observer שלה בשנת 2024, והתמקדה בהזמנת תרומות מדעיות גלובליות לחקר מקורות קרני רנטגן.
הושקה בסוף 2021, הפעילויות המדעיות עבור משימת ה-IXPE (סייר רנטגן פולארימטרי הדמיה) של נאס"א כוונו על ידי חוקרים בנאס"א וסוכנות החלל האיטלקית עד פברואר 2024. כעת, בשלב ה-General Observer של המשימה, תוכנית התצפית של IXPE בעיקרה מונחה על ידי הקהילה המדעית הרחבה יותר.
"אנחנו בתהליך של הפיכת קיטוב קרני רנטגן לחלק סטנדרטי של ערכת הכלים עבור אסטרונומים של קרני רנטגן ברחבי העולם", אמר פיליפ קארט, חוקר ראשי IXPE במרכז טיסות החלל מרשל של נאס"א בהאנטסוויל, אלבמה. "התגובה בקהילת האסטרופיזיקה עתירת האנרגיה הייתה אדירה."
השקת תוכנית המשקיף הכללי
תוכנית המשקיף הכללי, שהחלה רשמית בפברואר, מזמינה אסטרופיזיקאים ומדעני חלל ברחבי העולם להציע חקירות חדשות ומרגשות של חורים שחורים, כוכבי נויטרונים, גרעינים גלקטיים פעילים ומקורות אחרים של קרני רנטגן עתירי אנרגיה באמצעות טלסקופ IXPE.
בשנתיים הראשונות של פעילותה של החללית, שותפי המחקר של נאס"א כללו יותר מ-175 מדענים ב-13 מדינות – והעניין ממשיך לעלות. חקירות מוצעות שהוגשו עד כה לתוכנית המשקיף הכללי כוללים יותר מ-1,400 חוקרים ב-174 מוסדות ייחודיים ב-30 מדינות.
"המטרה העיקרית שלנו לאפשר לכל גורם מתעניין להשתמש, לנתח ולפרש נתוני IXPE", אמרה קאוויתה ארור, מובילת התוכנית במרכז טיסות החלל גודארד של נאס"א בגרינבלט, מרילנד. "אנחנו רוצים למקסם את התפוקות המדעיות ולכסות את הטווח הרחב ביותר האפשרי של יעדים."
איור של אמן של חללית IXPE במסלול, החוקר תופעות באנרגיה גבוהה במרחק שנות אור מכדור הארץ. קרדיט: נאס"א, ערוך
ביוני 2023, נאס"א פרסמה הזמנה פתוחה לחוקרים להציע משימות IXPE חדשות ויעדי תצפית. עד למועד האחרון של אוקטובר 2023, צוות תוכנית המשקיף הכללי קיבל 135 הצעות למחזור 1, המכסה את השנה הראשונה של התוכנית. כל הצעה נבחנה באופן מקיף על ידי אסטרופיזיקאים של נאס"א ומומחים קשורים בתחום.
חוקרים הציעו מחקרים המבוססים על מספר השניות של תצפית יעד IXPE שהם העריכו שהם יצטרכו להשיג את הנתונים הדרושים לאימות השערה או מודל.
עבור מחזור 1, הצוות בחר 39 הצעות, בהיקף כולל של כ-15 מיליון שניות מזמן התצפית הכולל. נתון זה יכלול חפיפה מסוימת בין יעדים נבחרים – והיעדים שנבחרו כללו כמה הפתעות.
"חלק מההצעות שנבחרו היו לסוגי מטרות שלא שקלנו קודם לכן, כמו אירועי שיבוש גאות ושפל", אמר קארת. אירוע שיבוש גאות ושפל הוא כאשר כוכב נמשך לתוך סופר מסיבי חור שחור ונקרע לגזרים.
מחקר ויעדים חדשים
חוקרי מחזור 1 גם ישתמשו, לראשונה ב-IXPE כדי לחקור א ננס לבן, שארית ליבה כוכבית בגודל בערך של כדור הארץ אבל עם מסה דומה לזו של השמש שלנו. הגמד הלבן הזה הוא חלק מהמערכת הבינארית T Coronae Borealis, בערך 3,000 שנות אור ממערכת השמש שלנו. "T CrB", כפי שהוא מוכר לאסטרונומים, כולל גם ענק אדום עתיק אשר פולט התפרצות נובה כל 80 שנה בערך. זה נראה לאחרונה ב-1946, ואסטרונומים צופים התפרצות נוספת בין עכשיו לספטמבר 2024. עבור צופים בכוכבים בכדור הארץ, נובה זו תיראה ככוכב שלא היה שם קודם.
חלון הזמן הרחב הזה הופך את T CrB ל"מטרת הזדמנות" עבור IXPE – קמט בלתי צפוי בלוח הזמנים של מחזור 1 המתוכנן בקפידה. אירוע כזה דורש תגובה מהירה מצד הצוות כדי לאפשר ל-IXPE להצביע עליו ללא הרבה תזמון מתקדם.
אתגרים בתזמון תצפיות
אלין טננט, העומדת בראש מרכז התפעול המדעי של IXPE במרשל, מופקדת למפות את לוח הזמנים של IXPE. הוא מביא בחשבון את משך הזמן המדויק של כל תצפית, את הזמן הדרוש להורדת ממצאיה ואת זמן המיקום הדרוש בין מטרות.
מה צריך כדי להוציא לפועל תוכנית כל כך מורכבת? "כמות מסוימת של מחשבה, מידה מסוימת של קללות, והרבה מאוד תכנון מחדש", אמר טננט.
"התחלנו את התוכנית בשבוע הראשון של פברואר ובסוף אפריל, אלין כבר קבעה מחדש את התוכנית שבע פעמים", הוסיף קארת. "זה גורם לכמה סופי שבוע מלחיצים, אבל הרבה תוצאות מרגשות באמת מגיעות מהאירועים הבלתי צפויים האלה."
IXPE מבלה כשבוע על כל יעד, בממוצע, כך שלא קשה לתזמן בערך 40 יעדים בחלון של 52 שבועות, אמר טננט – עד שנתקל ביעדי הזדמנויות אלה. יש גם את האתגר של ניהול זרימת הנתונים מכל תצפית. ככל שהיעד בהיר יותר, כך גדל נפח הנתונים הנכנסים שיש ללכוד, לאמת ולהפיץ לחוקרים.
מאמצים משותפים וצפי עתיד
לוח הזמנים העמוס של החללית גורם גם לתצפיות אסטרונומיות משותפות עם מכשירים אחרים של נאס"א המבצעים משימות מדעיות מקיפות בעצמם. המאמצים המשותפים הללו מרחיבים עוד יותר את הערך של הנתונים שנאספו במהלך לימודי תוכנית הצופה הכללי של IXPE, אך מוסיפים רמה נוספת של מורכבות כאשר יעדי הזדמנויות דורשים לערבב מחדש את לוח הזמנים.
במהלך מחזור 1 ומחזור 2, IXPE משתפת פעולה עם מצפה רנטגן NICER (Neutron Star Interior Composition Explorer) של נאס"א, החוקר כוכבי נויטרונים, חורים שחורים ותופעות אחרות מנקודת התצפית הקבועה שלו על הסיפון. תחנת חלל בינלאומית. במחזור 2, החל מפברואר 2025, התוכנית גם תשתף פעולה עם צילומי ה-Swift וה-NuSTAR (מערך טלסקופ גרעיני) המקובבים של נאס"א, המנטרים התפרצויות קרני גמא ואירועי קרני רנטגן קוסמיים באנרגיה גבוהה, בהתאמה.
העניין הגובר בהצלחת IXPE הוביל את מכון המדע והטכנולוגיה של USRA להכריז על ה-IXPO הראשון (International X-ray Polarimetry Symposium), שיתקיים בהאנטסוויל בין ה-16-19 בספטמבר. אסטרונומים, מהנדסים וטכנולוגים של קרני רנטגן מוזמנים להשתתף.
הצג את הרשימה המלאה של הצעות מחקר נבחרות של מחזור 1 של IXPE. למידע נוסף על הנחיות התוכנית להגשת הצעות למחזור 2.
IXPE, בראשות נאס"א מרשל, הוא שיתוף פעולה בין נאס"א וסוכנות החלל האיטלקית. חטיבת מערכות החלל והמשימה של BAE Systems Inc., בברומפילד, קולורדו, מנהלת את פעולות החללית יחד עם המעבדה לפיזיקת אטמוספירה וחלל בבולדר של אוניברסיטת קולורדו.
