För två decennier sedan, den 10 december, 1999, en Ariane 5-raket klättrade upp på morgonhimlen från Kourou, Franska Guyana. Det bar in i omloppsbana X-ray Multi-Mirror Mission (XMM-Newton), den största vetenskapliga rymdfarkosten som ännu byggts av ESA (European Space Agency) och en banbrytande satellit för att studera universum med olika slags ljus. XMM-Newton har studerat över en halv miljon röntgenkällor, inklusive supernovor, stjärnförstörande svarta hål och supertäta neutronstjärnor.

"När ESA lanserade XMM-Newton för 20 år sedan, det blev omedelbart ett av de viktigaste rymdteleskop som astronomer använde för att förbättra sin förståelse av universum, sa Paul Hertz, divisionschef för astrofysik vid NASA:s högkvarter i Washington. "ESA ska gratuleras för att ha gjort XMM-Newton tillgängligt för det internationella vetenskapssamfundet och möjliggöra ett berg av vetenskapliga upptäckter."

NASA bidrog med resurser för två av uppdragets nyckelinstrument. Byrån finansierar också gästobservatörsanläggningen vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, som stöder användningen av XMM-Newton av det amerikanska forskarsamhället. Mer än en tredjedel av satellitens observationstid tilldelas USA-baserade astrofysiker.

Röntgenstrålar gör det möjligt för forskare att undersöka sådant som stjärnor, stjärnskräpet av supernovarester, och de extrema miljöerna kring svarta hål. Ljuset med hög energi kan inte tränga igenom jordens atmosfär, så denna typ av data måste samlas in i rymden.

ESA designade XMM-Newton med tre stora, samjusterade teleskop för att fånga så många röntgenstrålar som möjligt över ett brett synfält - motsvarande månens skenbara storlek sett från jorden. Teleskopen skickar det insamlade ljuset till satellitens instrument.

European Photon Imaging Camera utvecklades av ett stort samarbete inklusive Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics i Tyskland och leddes av Martin Turner vid University of Leicester i England. Instrumentet producerar bilder som gör det möjligt för forskare att kartlägga hur ljusstyrkan hos källor förändras över tiden, ge information om målens temperaturer och omgivning.

Atomer i extrema miljöer runt svarta hål eller i stjärnskräp förlorar elektroner och producerar karakteristiska röntgenstrålar. XMM-Newtons reflektionsgitterspektrometer kan plocka ut signaler från specifika element som syre, kväve, kol eller järn. Den övergripande utvecklingen av spektrometern leddes av Bert Brinkman vid Dutch Institute for Space Research. Steven Kahn, sedan vid Columbia University i New York, ledde utvecklingen av de NASA-finansierade gallren, som sprider ut ljus som samlats in av teleskopen för att avslöja elementen.

Kosmiska händelser sällan, om någonsin, avger bara en typ av ljus. NASA gav stöd för XMM-Newtons optiska/UV-monitorteleskop, som studerar föremål vid synliga våglängder och UV-våglängder, vilket gör XMM-Newton till en satellit med flera våglängder. Teleskopets övergripande utveckling leddes av Keith Mason vid Mullard Space Science Laboratory i England. Tidigare, samtidiga röntgen- och optiska/UV-mätningar var endast möjliga genom att samordna observationer mellan satelliter och markbaserade teleskop. Men att samla in en stadig ström av data från marken kan kompliceras av moln och det faktum att teleskopen måste observera på natten.

"Vår tanke var att om vi kunde göra alla observationer från en plattform i rymden, det skulle vara mycket effektivare, sa France Córdova, nu direktör för National Science Foundation i Alexandria, Virginia, som ledde utvecklingen av amerikanska bidrag till teleskopet. "Att tänka att efter 20 år, alla instrument fortfarande fungerar harmoniskt tillsammans är helt fantastiskt, " Hon sa.

Alla satellitens komponenter integrerades vid European Space Research and Technology Centre i Noordwijk, Nederländerna, innan de skickas 4, 600 miles (7, 300 kilometer) utomlands till Kourou på det franska lastfartyget MN Toucan.

Sedan lanseringen, forskare har använt XMM-Newton för att lära sig om neutronstjärnor, de krossade kärnorna av massiva stjärnor, i skräpet från supernovaexplosionerna som skapade dem. Satelliten upptäckte den första plötsliga spinnminskningen som setts på en pulsar a rapidly spinning neutron star powered by gas funneling onto it from a stellar neighbor.

X-rays bounce all around the environments near black holes. These X-ray "echoes" can help us map the area much as sonar uses sound waves to chart the ocean floor. XMM-Newton scientists first used the technique to map the region around a monster black hole in 2012. The satellite has also watched the earliest moments of tidal disruptions, cataclysmic events that occur when unlucky stars stray too close to black holes.

"Normal" matter—from protons to planets—only makes up 5% of the universe, and for years, scientists could only account for half of it. XMM-Newton's detailed observations showed that at least some of the missing material hides in the intergalactic medium, the web of hot gas between galaxies. The rest of cosmic matter is called dark matter. XMM-Newton's surveys and source catalogs helped astrophysicists calculate exactly how much of this mysterious substance resides in galaxy clusters.

"XMM-Newton has revealed the universe's X-ray secrets to a generation of astronomers, " said Goddard's Kim Weaver, the NASA project scientist for the mission. "The satellite is projected to stay healthy through 2028, so the astrophysics community can look forward to another decade of exciting discoveries."