EP-WXT Pathfinder, den experimentella versionen av en modul som så småningom kommer att ingå i bredfältsröntgenteleskopet (WXT) ombord på den astronomiska satelliten Einstein Probe (EP), släppte sina första resultat den 27 augusti från en tidigare testflygning . Dessa inkluderar ett 800-sekunders röntgen-time-lapse-fotografi av en region i det galaktiska centrumet, ett tätt område i kärnan av vår hemgalax, Vintergatan.

Dessa markerar de första bredfältsröntgenbilderna av vårt universum som hittills är tillgängliga för allmänheten, fångade av det första verkligt bredfältsröntgenfokuserande bildteleskop som någonsin flugit i rymden.

Resultaten rapporterades av forskare från den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) vid den andra China Space Science Assembly som hölls i Taiyuan, Kina.

Sedan den första upptäckten av röntgensignaler från universums djup för 60 år sedan har inget bredfältsröntgenfokuseringsteleskop varit tillgängligt för röntgenundersökningar och övervakning fram till Pathfinder.

Pathfinder skickades i omloppsbana för att verifiera modulens prestanda i omloppsbana. Den experimentella resan är avsedd att bana väg för EP:s framtida vetenskapliga verksamhet i omloppsbana när den gör observationer i det mjuka röntgenvågbandet.

EP kommer att utforska öppna frågor inom tidsdomänastrofysik genom observation av transienter. Uppdraget sponsras av CAS i samarbete med European Space Agency (ESA) och Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics och förväntas flyga i slutet av 2023.

WXT-testmodulen täcker ett synfält på upp till 340 kvadratgrader (18,6°×18,6°) brett, vilket gör den till det första verkligt bredfältsröntgenfokuserande bildteleskopet. Röntgenavbildning genom att böja ljusstrålar (fokusering) är notoriskt svårt på grund av den höga energin hos röntgenfotoner; och det är ännu svårare att få tydliga bilder från ett brett synfält. Tack vare en toppmodern teknologi som kallas hummeröga mikroporoptik, har testmodulen ett synfält som är minst 100 gånger större än andra fokuserande röntgenbilder. Den kompletta WXT att flyga ombord på EP kommer att bestå av 12 sådana identiska moduler, som täcker ett synfält på upp till 3 600 kvadratgrader brett.

Under testflygningen genomförde Pathfinder totalt fyra dagars experimentella observationer i omloppsbana och erhöll autentiska röntgenspektra och bilder baserade på verkliga mätningar.

De viktigaste komponenterna i Pathfinder inkluderar röntgenbildsspegelenheten, som har en uppsättning 36 mikroporiga hummerögonplattor och en fokalplansdetektor som består av fyra uppsättningar av storformatsavbildningssensorer.

Även om dessa resultat fortfarande är preliminära och omfattande databearbetning måste göras, visar testflygningen att även en engångsobservation kan täcka röntgenkällor från alla riktningar inom den observerade himlen, inklusive svarta hål av stjärnmassa och neutroner stjärnor. Observationen fångade också ljusningen av röntgenstrålar från ett binärt system som innehåller en neutronstjärna. Data från dessa observationer ger information om hur röntgenstrålning från sådana himlakroppar förändras över tiden, samt röntgenspektra för dessa himlakroppar. Bilderna och spektra som härrör från testobservationerna överensstämmer i hög grad med simuleringar.

Instrumentet riktade sig också mot ett antal andra röntgenkällor, inklusive det stora magellanska molnet (LMC), en av våra närliggande galaxer. Resultaten visar att även en engångsobservation kan täcka hela denna galax och upptäcka flera röntgenkällor, inklusive svarta hål, neutronstjärnor och supernovarester. Instrumentets tydliga avbildning av en avlägsen kvasar, 3C 382, ​​på ett avstånd av 810 miljoner ljusår, avslöjar dess förmåga att upptäcka relativt svaga röntgenkällor. I sina framtida observationer förväntas avbildaren effektivt övervaka himlakropparnas röntgenvariabilitet och upptäcka nya transienta källor.

Enligt Dr Yuan Weimin, huvudutredare (PI) för EP-uppdraget och forskare vid National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences (NAOC), visar de första resultaten att "instrumentet fungerar smidigt" och uppfyller kraven på EP:s WXT-modul. "Det är spännande att se den decennielånga insatsen bära sin första frukt", sa han.

Andra forskare som var involverade i EP:s uppdrag var också nöjda.

Dr. Zhang Chen, PI för WXT-spegelenheten, sa att resultaten lovar "riklig, högkvalitativ data" efter att sonden har lanserats.

Prof. Paul O'Brien, ESA-utnämnd forskare för EP-uppdraget och forskare vid University of Leicester, sa att resultaten är "riktigt imponerande."

"Vi har väntat på en äkta bredfälts, mjuk röntgenkamera i många decennier, så det är underbart att se WXT-testmodulen flyga på EP-WXT Pathfinder", säger prof. Richard Willingale, prof. O' Briens kollega vid University of Leicester. + Utforska vidare

Härleder magnetopauspositionen från mjuk röntgenbildssimulering med bred synfält