הגשושית של איינשטיין, שהושקה בתחילת 2024, החלה את משימתה עם תמונות מבטיחות מאור ראשון המציגות את טלסקופי הרנטגן המתקדמים שלה, שנועדו לחקור את היקום הדינמי בשיתוף פעולה עם שותפים בינלאומיים. קרדיט: האקדמיה הסינית למדעים
ה-Instein Probe מדגים בהצלחה יכולות מעקב בקרני רנטגן באמצעות אופטיקה חדשנית של עיני הלובסטר.
התמונות הראשונות שצולמו על ידי המשימה החדשנית הוצגו בסדנה השביעית של קונסורציום איינשטיין פרוב בבייג'ינג. הם ממחישים את מלוא הפוטנציאל של הלוויין ומראים שהאופטיקה החדשה שלו, המחקה עיניים של לובסטר, מוכנה לנטר את שמי הרנטגן. טלסקופ רנטגן החלל התקרב לכמה עצמים שמימיים ידועים כדי לתת לנו רמז למה המשימה מסוגלת.
הושקה ב-9 בינואר 2024, חללית האקדמיה הסינית למדעים (CAS) Einstein Probe מצטרפת ל-XMM-Newton של ESA JAXAXRISM של המסע שלהם לגלות את היקום באור רנטגן. המשימה היא שיתוף פעולה בהובלת CAS עם ESA, מכון מקס פלנק לפיזיקה מחוץ לכדור הארץ (MPE) (גרמניה), והמרכז הלאומי לחקר החלל (CNES) (צרפת).
בחודשים שחלפו מאז ההמראה, צוות המבצעים של המשימה ביצע את הבדיקות הנדרשות כדי לאשר את תפקודי החללית וכיול המכשירים המדעיים. במהלך השלב המכריע הזה, איינשטיין פרוב לכדה נתונים מדעיים ממקורות שונים של קרני רנטגן.
תמונות אור ראשון אלו מדגימות את היכולות הבולטות של שני המכשירים המדעיים של איינשטיין. טלסקופ הרנטגן הרחב (WXT) יכול לצפות בפנורמה של כמעט אחת עשרה מהכדור השמימי בצילום אחד, בעוד שטלסקופ הרנטגן המעקב הרגיש יותר (FXT) מציע צילומי תקריב ויכול לאתר קצר חיים אירועים שנתפסו על ידי WXT.
"אני שמח לראות את התצפיות הראשונות של אינשטיין פרוב, המציגות את יכולת המשימה לחקור מרחבים רחבים של שמי הרנטגן ולגלות במהירות מקורות שמימיים חדשים", אומרת פרופ' קרול מנדל, מנהלת המדע של ESA. "הנתונים המוקדמים האלה נותנים לנו הצצה מפתה של היקום הדינמי עתיר האנרגיה, שבקרוב יהיה בהישג ידן של קהילות המדע שלנו. ברכות לצוותי המדע וההנדסה ב-CAS, MPE, CNES ו-ESA על העבודה הקשה שלהם בהגעה לאבן דרך חשובה זו."
היכולת של המשימה לזהות מיידית מקורות רנטגן חדשים ולנטר כיצד הם משתנים לאורך זמן היא בסיסית לשיפור התפיסה שלנו בתהליכים האנרגטיים ביותר בקוסמוס. קרני רנטגן עוצמתיות מפוצצות ביקום כאשר כוכבי נויטרונים מתנגשים, סופרנובות מתפוצצות וחומר נבלע על ידי חורים שחורים או נפלט מהשדות המגנטיים המוחצים העוטפים אותם.
נוף פנורמי זה של שביל החלב שלנו באור רנטגן צולם כחלק ממסע הכיול והניסוי של איינשטיין פרוב בחלל. במהלך תצפית בדיקה זו שנמשכה יותר מ-11 שעות, זיהה הלוויין עצמים שמימיים שונים היוצרים קרני רנטגן. כל חפץ נלכד כצלב סגול בשל אופן פעולת האופטיקה החדשה של עין הלובסטר של החללית. תצפיות הרנטגן מוצגות על גבי תמונה אופטית של שביל החלב שנוצרה על ידי טלסקופים קרקעיים של מצפה הכוכבים הדרומי האירופי.
טלסקופ הרנטגן רחב השדה (WXT) של איינשטיין פרוב מורכב משנים עשר מודולים המכסים יותר מ-3600 מעלות מרובע של השמים. הלוויין יכול ללכוד את שמי הלילה המלאים בשלושה מסלולים סביב כדור הארץ. תוך כדי ניטור השמים, המשימה תזהה קרני רנטגן מאירועים רבי עוצמה כמו סופרנובות, חומר הנופל לחורים שחורים או אפילו כוכבי נויטרונים מתנגשים. טלסקופ רנטגן המעקב (FXT) יכול לאחר מכן להתקרב לאובייקטים אלה ולספק מידע מפורט יותר.
קרדיט: EPSC, NAO/CAS; DSS; ESO
עיני לובסטר ניטור היקום
מכשיר ה-WXT של איינשטיין פרוב מורכב משנים עשר מודולים הכוללים את טכנולוגיית הלובסטר-eye החדשנית שנבדקה בטיסה בשנת 2022 על ידי מדגמת הטכנולוגיה LEIA (Lobster Eye Imager for Astronomy). שנים עשר המודולים מספקים שדה ראייה של יותר מ-3600 מעלות מרובע, ומאפשרים לאיינשטיין פרוב לנטר את כל שמי הלילה בשלושה מסלולים בלבד.
במהלך החודשים הראשונים שלה בחלל, WXT החלה את עבודתה לפקוח עין פקוחה על שמי הרנטגן. זיהוי של עצמים אנרגטיים נראים כמו סימן פלוס מואר בשל אופן פעולת האופטיקה החדשה של עיני הלובסטר של המכשיר. מקור חלוף קרני הרנטגן הראשון – עצם אסטרונומי שאינו מאיר ברציפות אלא צץ ומתפוגג שוב – התגלה ב-19 בפברואר. פרץ קרני גמא מועמד זה נמשך 100 שניות. איינשטיין פרוב גילה עוד 14 מקורות קרני רנטגן זמניים וגם לכד בקרני רנטגן 127 כוכבים מתרחבים.
תמונה זו ממחישה את מנגנון המדידה של טלסקופ רנטגן רחב שדה של אינשטיין פרוב. קרני רנטגן המגיעות מהיקום נכנסות לטלסקופ ומועברות בצינורות מרובעים לכיוון גלאי אור CMOS שם הן יוצרות תמונה בצורת 'פלוס'.
חלק מקרני הרנטגן אינן מקיימות אינטראקציה עם דפנות הצינורות המרובעים ויכולות להגיע לכל מקום בגלאי. עם זאת, רוב צילומי הרנטגן ישתקפו על הקירות. קרני רנטגן המשתקפות רק מקיר עליון או תחתון יגרמו לפס אופקי בגלאי. באופן דומה, קרני רנטגן המשתקפות רק מקיר שמאל או ימין יגרמו לפס האנכי. ואז סוף סוף יש קרני רנטגן שמחזירות את שני הקירות, הקרניים המוחזרות הכפולות האלה מסתיימות באמצע התמונה וגורמות לאות עז.
קרדיט: האקדמיה הסינית למדעים
במהלך המשימה, ממצאי המכשיר רחב השדה ינחו מגוון של טלסקופים מבוססי קרקע וחלל לבצע תצפיות המשך ברצועות אורכי גל מרובים. ניתן לקבל תצפיות מעקב בקרני רנטגן גם באמצעות מכשיר ה-FXT של הלוויין.
אומגה קנטאורי הוא הצביר הגדול ביותר בשביל החלב, עם מסה פי מיליון מזו של השמש שלנו. במהלך החודשים הראשונים של איינשטיין פרוב בחלל, תצפיות בצביר הידוע עזרו לבחון ולכייל את איכות ההדמיה של הלוויין.
מערכות בינאריות הכוללות כוכב עם חור שחור או בן לוויה של כוכב נויטרונים יוצרות קרני רנטגן כאשר חומר מהכוכב נופל על בן לוויתו הכבד. מערכות רבות כאלה מכנות אומגה קנטאורי הבית שלהן, מה שגורם לה לזרוח בבהירות באור רנטגן. טלסקופ רנטגן מעקב של איינשטיין צפה במבנה ובאזור הליבה של הצביר הכדורי. קרדיט: האקדמיה הסינית למדעים
תצפיות מעקב מהירות
למכשיר FXT של איינשטיין פרוב יש סט של שני טלסקופי רנטגן למחקרים מפורטים של עצמים ואירועים הפולטים קרני רנטגן. במהלך החודשים האחרונים, FXT הוכיח את עצמו כמכשיר אמין לצפייה במגוון מקורות רנטגן. התמונות הראשונות מביאות למיקוד חדש שארית סופרנובה, גלקסיה אליפטית, צביר כדורי וערפילית.
למרבה הפלא, FXT כבר ביצעה תצפית המשך של אירוע בקרני רנטגן שזוהה על ידי WXT ב-20 במרץ 2024.
"זה מדהים שלמרות שהמכשירים עדיין לא היו מכוילים במלואם, כבר יכולנו לבצע תצפית מעקב קריטית בזמן באמצעות מכשיר ה-FXT של חולף קרני רנטגן מהיר שזוהה לראשונה על ידי WXT", מסביר ד"ר אריק קולקרס. מדען פרויקט גישוש איינשטיין של ESA. "זה מראה למה איינשטיין פרוב תהיה מסוגלת במהלך הסקר שלה."
תמונה של Puppis A באור רנטגן, שצולמה כחלק ממסע הבדיקות והכיול של איינשטיין פרוב. Puppis A הוא שריד של פיצוץ סופרנובה שהתרחש לפני 4000 שנה, הנקודה הבהירה במרכז היא הכוכב שריד. המבנה דמוי הענן המקיף אותו מגיע מחומר חם שנוצר ונפלט במהלך הסופרנובה. טלסקופ רנטגן המעקב של איינשטיין (FXT) צילם את התמונה הזו. בליווי תמונה זו, FXT גם סיפק ספקטרום של המקור העוקב אחר חלוקת האנרגיה של האור שלו. זה מאפשר למדענים לגלות מהם היסודות הקיימים בשארית הסופרנובה הזו. קרדיט: האקדמיה הסינית למדעים
מה הלאה?
בחודשים הקרובים, איינשטיין פרוב תמשיך לעבור פעילויות כיול במסלול לפני שתתחיל בתצפיות מדעיות שגרתיות בסביבות אמצע יוני. במהלך המשימה בת שלוש השנים, הלוויין יקיף את כדור הארץ בגובה של 600 ק"מ וישאיר את עיניו בשמיים בחיפוש אחר אירועי רנטגן חולפים. באמצעות טלסקופ המעקב FXT, המשימה תבחן לעומק אירועים חדשים שזוהו וחפצים מעניינים ידועים אחרים.
היכולות של איינשטיין פרוב משלימות מאוד למחקרים המעמיקים של מקורות קוסמיים בודדים המאפשרים XMM-Newton ו-XRISM. הסקר שלה הוא בסיסי כדי להתכונן לתצפיות רנטגן על ידי משימת ניו-אתנה העתידית של ESA, שנמצאת כעת במחקר ועתידה להיות מצפה הכוכבים הגדול ביותר שנבנה אי פעם.
איינשטיין פרוב היא משימה בינלאומית שיתופית בהובלת האקדמיה הסינית למדעים (CAS) עם ה סוכנות החלל האירופית (ESA), ה- The Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE), גרמניה, ו- Centre National D'Etudes Spatiales (CNES), צרפת. ESA ו-MPE תרמו מרכיבים מרכזיים של FXT. ESA משתתפת בפרויקט ה-Einstein Probe כמשימת הזדמנות וסיפקה תמיכה לבדיקה וכיול של גלאי הרנטגן והאופטיקה של WXT. תחנות הקרקע של ESA ישמשו כדי לסייע בהורדת הנתונים, בעוד ש-CNES מספקת רשת קליטה קרקעית VHF (תדר גבוה מאוד) עבור קישור מטה בזמן אמת ומהיר של נתונים מדעיים. בתמורה לתרומתה, ESA תקבל גישה ל-10% מהנתונים המדעיים מ-Einstein Probe.
