Космічний корабель «Зонд Ейнштейна» Китайської академії наук (CAS) готовий до запуску в січні 2024 року. Оснащений рентгенівськими приладами нового покоління з високою чутливістю та дуже широким оглядом, ця місія досліджуватиме небо та шукатиме потужні вибухи рентгенівського випромінювання, що надходять від таємничих небесних об’єктів, таких як нейтронні зірки та чорні діри.
Зонд Ейнштейна є результатом співпраці під керівництвом CAS з Європейським космічним агентством (ESA) та Інститутом позаземної фізики Макса Планка (MPE).
В обмін на внесок у розвиток цієї місії та визначення її наукових цілей ESA отримає доступ до 10% даних, отриманих за допомогою спостережень зонда Ейнштейна.
«Завдяки своєму інноваційному дизайну, Einstein Probe може миттєво контролювати великі ділянки неба. Таким чином ми можемо виявити багато нових джерел і в той же час вивчати поведінку рентгенівського світла, що надходить від відомих небесних об’єктів протягом тривалого періоду часу», — говорить Ерік Кулкерс, науковий співробітник проекту ESA Einstein Probe. «Космос — наша єдина лабораторія для дослідження найенергетичніших процесів. Такі місії, як «Зонд Ейнштейна», необхідні для покращення нашого розуміння цих процесів і для того, щоб дізнатися більше про фундаментальні аспекти фізики високих енергій».
Уважно стежить за рентгенівським небом
На відміну від зірок, які вкраплюють наше небо вночі та надійно позначають сузір’я, більшість космічних об’єктів, які світяться в невидимих для неозброєного ока рентгенівських променях, дуже мінливі. Вони постійно світлішають і тьмяніють, і в багатьох випадках вони ненадовго з’являються, перш ніж зникнути на тривалий період (тоді їх називають тимчасовими) або назавжди.
Завдяки бурхливим космічним подіям рентгенівське світло від астрономічних джерел дуже непередбачуване. Проте воно містить фундаментальну інформацію про деякі з найзагадковіших об’єктів і явищ нашого Всесвіту. Рентгенівські промені пов’язані із зіткненнями між нейтронними зірками, вибухами наднових, речовиною, що падає на чорні діри чи надщільні зірки, або високоенергетичними частинками, які викидаються з дисків палаючого матеріалу, що оточує такі екзотичні та загадкові об’єкти.
Зонд Ейнштейна покращить наше розуміння цих космічних подій, виявивши нові джерела та спостерігаючи за мінливістю об’єктів, які сяють у рентгенівських променях по всьому небу. Дозволяючи вченим швидко вивчати ці короткочасні події, зонд Ейнштейна допоможе визначити походження багатьох імпульсів гравітаційних хвиль, які спостерігаються на Землі.
Очі омара в космосі
Для досягнення всіх своїх наукових цілей космічний корабель Einstein Probe оснащений інструментами нового покоління з високою чутливістю та можливістю спостереження за великими ділянками неба: Wide-field X-ray Telescope (WXT) та Follow-up X-ray Telescope (FXT).
WXT має оптичну модульну конструкцію, яка імітує очі омара, і використовує інноваційну технологію Micro Pore Optics. Це дозволяє приладу спостерігати за 3600 квадратними градусами за один знімок. Завдяки цій унікальній можливості «зонд Ейнштейна» може пильно стежити за майже всім нічним небом на трьох орбітах навколо Землі (кожна орбіта займає 96 хвилин).
Нові джерела рентгенівського випромінювання або інші цікаві події, помічені WXT, потім націлюються та детально вивчаються за допомогою більш чутливого FXT. Важливо те, що космічний корабель також передаватиме сигнал на Землю, щоб запускати інші телескопи на Землі та в космосі, що працюють на інших довжинах хвиль (від радіо до гамма-променів). Вони швидко вкажуть на нове джерело, щоб зібрати дорогоцінні багатохвильові дані, що дозволить більш ретельно вивчити подію.
Європейський внесок
ESA зіграло важливу роль у розробці наукового приладдя Einstein Probe. Агентство надав підтримку для тестування та калібрування рентгенівських детекторів і оптики WXT. ESA розробило дзеркальну збірку одного з двох телескопів FXT у співпраці з MPE та Media Lario (Італія).
Дзеркало FXT базується на дизайні та технології місії ESA XMM-Newton і рентгенівського телескопа eROSITA. MPE внесло збірку дзеркала для іншого телескопа FXT і розробило модулі детектора для обох блоків FXT. ESA також забезпечило систему для відхилення небажаних електронів від детекторів (відводник електронів).
Під час місії наземні станції ESA будуть використовуватися для завантаження даних з космічного корабля.
Флот високоенергетичних місій ESA
ESA має довгу історію розвитку астрономії високих енергій. XMM-Newton і Integral вже більше двох десятиліть ретельно досліджують Всесвіт у рентгенівських і гамма-променях, що призвело до значного прогресу в цій галузі. ESA також бере участь у місії X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission (XRISM), яку очолює Японське агентство аерокосмічних досліджень (JAXA) у співпраці з NASA, яка стартувала влітку 2023 року.
