✖


Jump to content

Усовершенствованный телескоп для астрофизики высоких энергий

Усовершенствованный телескоп для астрофизики высоких энергий
Имена Афина
Тип миссии Космический телескоп
Оператор Европейское космическое агентство (ЕКА)
Веб-сайт www .the-athena-рентгеновская-обсерватория .Евросоюз
Продолжительность миссии 4 года (планируется)
Начало миссии
Дата запуска 2035 г. (планируется) [1]
Ракета Ариана 64
Запуск сайта Гайанский космический центр
Подрядчик Арианспейс
Орбитальные параметры
Справочная система L 2 балла (базовая линия)
Главный телескоп
Тип Рентгеновский телескоп
Фокусное расстояние 12 м (39 футов)

Усовершенствованный телескоп для астрофизики высоких энергий ( «Афина» ) [1] [2] это миссия рентгеновской обсерватории, выбранная Европейским космическим агентством (ЕКА) в рамках программы Cosmic Vision. [3] для решения научной темы «Горячая и Энергичная Вселенная». «Афина» будет работать в диапазоне энергий 0,2–12 кэВ и будет предлагать возможности спектроскопии и визуализации, превосходящие возможности действующих в настоящее время рентгеновских астрономических спутников , например, рентгеновской обсерватории «Чандра» и XMM-Ньютон , по крайней мере на порядок величины. одновременно несколько пространств параметров.

Миссия

[ редактировать ]

Основные цели миссии — картирование структур горячего газа, определение их физических свойств и поиск сверхмассивных черных дыр .

История и развитие

[ редактировать ]

Миссия берет свое начало в двух концепциях начала 2000-х годов: XEUS ЕКА и обсерватории Constellation-X (Con-X) НАСА . Примерно в 2008 году эти два предложения были объединены в совместное предложение Международной рентгеновской обсерватории (IXO) НАСА/ЕКА/JAXA. В 2011 году IXO был снят с производства, а затем ESA решило приступить к созданию более дешевой модификации, которая стала известна как ATHENA. [4] Афина была выбрана в 2014 году в качестве второй миссии Cosmic Vision (L2) класса L. [5] обращение к научной теме «Горячая и энергетическая Вселенная».

Научные консультации для миссии «Афина» предоставляются Научно-исследовательской группой «Афина» (ASST), состоящей из ученых-экспертов местного сообщества. ASST был назначен ЕКА 16 июля 2014 года. Ученым-исследователем ЕКА и руководителем исследования являются д-р Маттео Гуайнацци и д-р Марк Эйр соответственно. Афина успешно завершила свою фазу А, проведя обзор формулировки миссии 12 ноября 2019 года. Следующей ключевой вехой станет принятие миссии Комитетом научной программы (SPC) ЕКА, которое ожидается в 2023 году, что приведет к запуску в 2035 году. [1]

Орбита

[ редактировать ]

В 2035 году Ariane 64   ракета-носитель поднимет Афину большой амплитуды на гало орбиту вокруг L 2 точки системы Солнце-Земля . [6] [1] Орбита вокруг L 2 была выбрана из-за ее стабильной тепловой среды, хорошей видимости неба, высокой эффективности наблюдений и стабильного фона частиц. Athena будет выполнять заранее запланированные наблюдения до 300 небесных объектов в год. Специальный режим «Цель возможностей» позволит осуществить повторный маневр в течение 4 часов для 50% любых случайно происходящих в небе событий.

Оптика и инструменты

[ редактировать ]

Рентгеновская обсерватория Афина состоит из одного рентгеновского телескопа. [7] [8] с фокусным расстоянием 12 м и эффективной площадью ок. 1,4 м 2 (при 1 кэВ) и пространственное разрешение 5 угловых секунд по оси, плавно снижающееся до менее 10 угловых секунд при 30 угловых минутах вне оси. Зеркало основано на технологии Silicon Pore Optics (SPO) ESA. [9] [10] SPO обеспечивает превосходное соотношение площади сбора к массе, сохраняя при этом хорошее угловое разрешение. Он также имеет высокий уровень технологической готовности и модульную конструкцию, легко поддающуюся массовому производству, необходимую для достижения беспрецедентной площади сбора телескопов. Подвижный зеркальный блок может фокусировать рентгеновские лучи на любой из инструментов Афины двух (WFI и X-IFU, см. ниже) в любой момент времени.

И WFI, и X-IFU успешно прошли предварительные проверки требований 31 октября 2018 г. и 11 апреля 2019 г. соответственно.

Широкоугольный имидж-сканер (WFI)

[ редактировать ]

Широкоугольный имидж-сканер (WFI) [11] [12] [13] представляет собой камеру спектрального изображения с большим полем зрения, основанную на уникальной технологии Silicon DEPFET. [ постоянная мертвая ссылка ] разработан в полупроводниковой лаборатории Общества Макса Планка . DEPFET-транзисторы обеспечивают превосходное энергетическое разрешение (<170 эВ при 7 кэВ), низкий уровень шума, быстрое считывание и высокое временное разрешение, а также хорошую радиационную стойкость. Прибор сочетает в себе большую решетку детекторов, оптимизированную для наблюдения в широком поле зрения на мгновенной площади неба размером 40 x 40 футов, с отдельным быстрым детектором, предназначенным для наблюдения за самыми яркими точечными источниками рентгеновского неба с высокой пропускной способностью. и низкий нагромождение. Эти возможности в сочетании с беспрецедентной эффективной площадью и широким полем зрения телескопа «Афина» обеспечат прорывные возможности в рентгеновской спектроскопии.

WFI разработан международным консорциумом, состоящим из государств-членов ЕКА. Его возглавляет Институт внеземной физики Макса Планка (DEU) с партнерами в Германии (ECAP, IAA Тюбинген), Австрии ( Венский университет ), Дании (DTU), Франции ( CEA Сакле , Страсбург ), Италии ( INAF , Болонья) . , Палермо ), Польша (SRC PAS, NCAC PAS), Великобритания ( Лестерский университет , Открытый университет ), США ( Университет штата Пенсильвания (Penn State), SLAC, Массачусетский технологический институт (MIT), SAO), Швейцария ( Женевский университет ), Португалия (IA) и Греция (Афинская обсерватория, Критский университет ). Главным исследователем является профессор Кирпал Нандра, директор группы высоких энергий MPE.

Рентгеновская интегральная полевая установка (X-IFU)

[ редактировать ]

Рентгеновская интегральная полевая установка [14] [15] [16] Криогенный рентгеновский спектрометр Athena X-IFU будет обеспечивать рентгеновскую спектроскопию с пространственным разрешением с требуемым спектральным разрешением от 2,5 эВ до 7 кэВ в гексагональном поле зрения 5 угловых минут (эквивалентный диаметр). Основной детектор X-IFU состоит из крупноформатной матрицы переходных датчиков из молибдена и золота , соединенных с поглотителями из Au и Bi для обеспечения необходимой тормозной способности. Размер пикселя соответствует чуть менее 5 угловых секунд на небе, что соответствует угловому разрешению рентгеновской оптики. Большая часть научных целей X-IFU, связанных с Athena, основана на наблюдении слабых протяженных источников (например, горячего газа в скоплении галактик для измерения объемных движений и турбулентности или его химического состава), что требует минимально возможного инструментального фона. Это достигается за счет добавления второго криогенного детектора под матрицей в основной фокальной плоскости. Таким образом, на нерентгеновские события, такие как частицы, можно наложить вето, используя временное совпадение регистрации энергии в обоих детекторах одновременно. Матрица в фокальной плоскости, датчики и холодная электроника охлаждаются до стабильной температуры менее 100 мК с помощью многоступенчатой ​​криогенной цепи, собранной из серии механических охладителей, с температурами интерфейса 15 К, 4 К и 2 К. K и 300 мК, предварительное охлаждение субкельвиновского охладителя, изготовленного из 3He Адсорбционный охладитель в сочетании с холодильником адиабатического размагничивания . Данные калибровки собираются вместе с каждым наблюдением от модулированных источников рентгеновского излучения, чтобы обеспечить энергетическую калибровку, необходимую для достижения заданного спектрального разрешения. Несмотря на то, что зеркало Athena представляет собой встроенный полевой блок, в котором каждый пиксель передает рентгеновский спектр высокого разрешения, способность зеркала Athena к дефокусировке позволит распределить фокальный луч по сотням датчиков. Таким образом, X-IFU сможет наблюдать очень яркие источники рентгеновского излучения. Он будет делать это либо с номинальным разрешением, например, для обнаружения барионов, предположительно находящихся в теплой горячей межгалактической среде , используя яркие послесвечения гамма-всплесков, как фоновые источники, проходящие через космическую паутину, либо со спектральным разрешением 3– 10 эВ, например, для измерения спинов и характеристики ветров и истечений ярких рентгеновских двойных систем при энергиях, где их спектральные характеристики являются наиболее сильными (выше 5 кэВ).

По состоянию на декабрь 2018 года, когда консорциум X-IFU был официально одобрен ЕКА как ответственный за закупку прибора для Athena , в консорциум X-IFU вошли 11 европейских стран ( Бельгия , Чехия , Финляндия , Франция, Германия, Ирландия). , Италия, Нидерланды, Польша, Испания, Швейцария), а также Япония и США. В консорциуме X-IFU участвуют более 50 научно-исследовательских институтов. Главным исследователем X-IFU является доктор Дидье Баррет, директор по исследованиям научно-исследовательского института астрофизики и планетологии Тулузы ( IRAP - OMP, CNRS UT3-Paul Sabatier/ CNES , Франция). Д-р Ян-Виллем ден Гердер ( SRON , Нидерланды) и д-р Луиджи Пиро ( INAF -IAPS, Италия) являются соруководителями X-IFU. CNES управляет проектом и от имени консорциума X-IFU отвечает за доставку инструмента в ЕКА.

Афины Научные цели

[ редактировать ]

Научная тема «Горячая и Энергичная Вселенная». [17] вращается вокруг двух фундаментальных вопросов астрофизики : как обычная материя собирается в крупномасштабные структуры, которые мы видим сегодня? И как черные дыры растут и формируют Вселенную ? На оба вопроса можно ответить только с помощью чувствительной рентгеновской космической обсерватории. Его научные характеристики превосходят любые существующие или планируемые рентгеновские миссии более чем на порядок по нескольким параметрам: эффективная площадь, слабая чувствительность линии, скорость исследования и многое другое. Афина будет выполнять очень чувствительные измерения широкого спектра небесных объектов. Он будет исследовать химическую эволюцию горячей плазмы, пронизывающей межгалактическое пространство в скоплении галактик, искать неуловимые наблюдательные особенности тепло-горячей межгалактической среды , исследовать мощные истечения, выбрасываемые аккрецирующими черными дырами, во всем их спектре масс, и изучать их воздействие. на родительской галактике и идентифицировать значительные выборки сравнительно редких популяций активных галактических ядер (АЯГ). это ключ к пониманию одновременной космологической эволюции аккрецирующих черных дыр и галактик. Среди них сильно затемненные АЯГ с большим красным смещением (z≥6). Кроме того, Афина станет рентгеновской обсерваторией, открытой для всего астрономического сообщества, готовой обеспечить широкомасштабные открытия практически во всех областях современной астрофизики, с большим потенциалом открытия еще неизвестных и неожиданных явлений. Он представляет собой рентгеновский вклад в парк крупномасштабных наблюдательных объектов, которые будут введены в эксплуатацию в 2030-х годах (включая SKA , ELT , ALMA , LISA ...).

Общественный Афины офис

[ редактировать ]

Группа научных исследований Афины (ASST) учредила Общественный офис Афины (ACO). [18] получить поддержку в выполнении задач, поставленных ЕКА, и особенно в роли ASST как «координационного центра интересов широкого научного сообщества». В настоящее время это сообщество состоит из более чем 800 участников по всему миру .

ACO призван стать координационным центром для облегчения научного обмена между деятельностью Athena и научным сообществом в целом, а также для распространения научных целей Athena среди широкой общественности. Основные задачи АКО можно разделить на три категории:

  • Организационные аспекты и оптимизация усилий сообщества, помогающих ASST в нескольких аспектах, например, помощь в продвижении научных возможностей Athena в исследовательском мире посредством конференций и семинаров или поддержка выпуска документов ASST, включая официальные документы, определяющие научные синергия Афины с другими наблюдательными объектами в начале 2030-х годов
  • Держите сообщество Athena в курсе статуса проекта с помощью регулярного выпуска информационного бюллетеня. Архивировано 8 марта 2022 года на Wayback Machine , кратких новостей, еженедельных новостей на веб-портале Athena и в социальных сетях.
  • Особый интерес для развития коммуникационной и информационно-просветительской деятельности представляют Athena самородки . Архивировано 9 сентября 2018 года в Wayback Machine .

ACO возглавляет Кантабрийский институт физики (CSIC-UC) . Дополнительными участниками ACO являются Женевский университет , Институт внеземной физики Макса Планка (MPE) и Научно-исследовательский институт астрофизики и планетологии (IRAP).

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б с д «Афина: Краткое содержание миссии» . ЕКА. 2 мая 2022 г. Проверено 4 мая 2022 г.
  2. ^ «Рентгеновская обсерватория Афина: Портал поддержки сообщества» . ЕКА. 8 марта 2021 г. Проверено 14 марта 2021 г.
  3. ^ «Новое видение ЕКА по изучению невидимой Вселенной» . ЕКА. 8 марта 2021 г. Проверено 14 марта 2021 г.
  4. ^ «Об АФИНЕ» . ЕКА. 1 сентября 2019 года . Проверено 14 марта 2021 г.
  5. ^ «Наука и технологии ЕКА: Афина для изучения горячей и энергичной Вселенной» . ЕКА. 27 июня 2014 года . Проверено 14 марта 2021 г.
  6. ^ «Миссия Афины» . Общественный офис Афины . Архивировано из оригинала 6 февраля 2022 года . Проверено 10 ноября 2021 г.
  7. ^ Бавдаз, Маркос; Вилле, Эрик; Эйр, Марк; Феррейра, Иво; Шортт, Брайан; Франсен, Себастьян; Коллон, Максимилиан; Ваканти, Джузеппе; Барьер, Николя; Ландграф Борис (4 октября 2018 г.). Никзад, Шуле; Наказава, Кадзухиро; Ден Хердер, Ян-Виллем А. (ред.). Разработка зеркала АФИНА (PDF) . Космические телескопы и приборы 2018: от ультрафиолета до гамма-лучей. Том. 106990Х. ДТУ. п. 32. Бибкод : 2018SPIE10699E..0XB . дои : 10.1117/12.2313296 . ISBN  9781510619517 . S2CID   54028845 . Архивировано (PDF) из оригинала 12 апреля 2023 г. Проверено 14 марта 2021 г.
  8. ^ «Состояние разработки зеркала» (PDF) . Доклад на 2-й конференции Афина, Палермо, Италия . ЕКА. 25 сентября 2018 года . Проверено 14 марта 2021 г.
  9. ^ Максимилиан Дж. Коллон; Джузеппе Ваканти; Николя М. Барьер (12 июля 2019 г.). «Производство и испытания зеркальных модулей кремниевой пористой оптики». В Карафоласе Никос; Содник, Зоран; Кугни, Бруно (ред.). Международная конференция по космической оптике — ICSO 2018 . Том. 11180. ШПИОН. п. 74. Бибкод : 2019SPIE11180E..23C . дои : 10.1117/12.2535994 . ISBN  9781510630772 .
  10. ^ Коллон, Максимильен (25 сентября 2018 г.). «СПО Девелопмент» (PDF) . Выступление на 2-й Афинской конференции, Палермо, Италия . Проверено 14 марта 2021 г.
  11. ^ «Широкоугольный имидж-сканер для рентгеновской обсерватории Афина» . ВФИ АФИНА. 30 апреля 2020 г. Проверено 14 марта 2021 г.
  12. ^ Мейдингер, Норберт; Нандра, Кирпал; Платтнер, Маркус (6 июля 2018 г.). «Разработка широкоугольного тепловизора для ATHENA» . В Никзаде, Шуле; Наказава, Кадзухиро; Ден Хердер, Ян-Виллем А. (ред.). Космические телескопы и приборы 2018: от ультрафиолета до гамма-лучей . Том. 10699. объявления. п. 50. Бибкод : 2018SPIE10699E..1FM . дои : 10.1117/12.2310141 . ISBN  9781510619517 . S2CID   66404115 . Проверено 14 марта 2021 г.
  13. ^ Рау, Арне (24 сентября 2018 г.). «Сканер широкоугольного изображения — доклад на 2-й конференции Athena, Палермо, Италия» (PDF) . Проверено 14 марта 2021 г.
  14. ^ «Рентгеновская интегральная полевая установка Athena (X-IFU)» . Домашняя страница X-IFU. 11 февраля 2021 г. Проверено 14 марта 2021 г.
  15. ^ Баррет, Дидье; Лам Чонг, Тьен; ден Гердер, Ян-Виллем (июль 2018 г.). Никзад, Шуле; Наказава, Кадзухиро; Ден Хердер, Ян-Виллем А. (ред.). Интегральная полевая рентгеновская установка ATHENA (X-IFU) . Космические телескопы и приборы 2018: от ультрафиолета до гамма-лучей. Том. 10699. объявления. п. 51. arXiv : 1807.06092 . Бибкод : 2018SPIE10699E..1GB . дои : 10.1117/12.2312409 . hdl : 10261/239684 . ISBN  9781510619517 . S2CID   173185994 . Проверено 14 марта 2021 г.
  16. ^ Баррет, Дидье (25 сентября 2018 г.). «Доклад о рентгеновской интегральной полевой установке Athena (X-IFU) на 2-й конференции Athena, Палермо, Италия» (PDF) . ИРАП . Проверено 14 марта 2021 г.
  17. ^ Барконс X, Баррет Д., Декуршель А (21 марта 2017 г.). «АФИНА: Рентгеновская обсерватория ЕКА на конец 2020-х годов» . Астрономические Нахрихтен . 338 (2–3). объявления: 153–158. Бибкод : 2017AN....338..153B . дои : 10.1002/asna.201713323 . Проверено 14 марта 2021 г.
  18. ^ «Выступление общественного офиса Афины на 2-й конференции Афины, Палермо, Италия» (PDF) . Домашняя страница АКО. 26 сентября 2018 г. Проверено 14 марта 2021 г.
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Advanced_Telescope_for_High_Energy_Astrophysics&oldid=1220050694"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 9764209ec9d0c9e0b18f4377df02aa96__1713699900
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/97/96/9764209ec9d0c9e0b18f4377df02aa96.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Advanced Telescope for High Energy Astrophysics - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)