9月6日、新しい衛星が地球を離れ、宇宙の高温プラズマ流の動きを私たちに見せてくれました。それが返すデータは、ブラックホール付近の物質とエネルギーの流れ、そして宇宙の元素構成を明らかにするでしょう。日本の種子島宇宙センターから打ち上げられる X 線画像分光ミッション (XRISM) 衛星は、前例のない精度で X 線の波長を検出して銀河団の中心を覗き込み、ブラック ホールや超新星がどのように機能するかを明らかにし、宇宙の元素構成について私たちに教えてくれます。
「クリズム」と発音される XRISM は、宇宙航空研究開発機構 (JAXA) とアメリカ航空宇宙局 (NASA) の共同ミッションであり、欧州宇宙機関 (ESA) も参加しています。
XRISM は、さまざまな色の X 線光を区別する独自の機能が既存の X 線望遠鏡とは異なります。これにより科学者は豊富な情報を得ることができます。わずかな温度変化からX線を検出できる新しい装置が装備されています。鉄、ニッケル、酸素、シリコンなど、観察対象に存在する化学元素とその存在量を識別できるようになります。 XRISM はガスの移動速度も読み取ることができます。
シカゴ大学の天体物理学者イリーナ・ズラヴレバ氏は、「XRISMを使えば、熱くてエネルギーに満ちた宇宙について新たな理解が得られるだろう。星の爆発、ブラックホールとその母銀河との相互作用、銀河団の激しい合体などをこれまでにないほど詳細に観察することになるが、最もエキサイティングなことは、新しいミッションには常に予期せぬ発見が伴うことだ」と語った。
極端な現象を検出する
X 線は、宇宙における最もエネルギーの高い極端な現象によって生成されます。これらの現象には、星の爆発、超大質量ブラック ホールの周りで渦巻く物質、重力によって結合された数千の銀河を含む宇宙最大の天体である銀河団の合体などが含まれます。
シカゴ大学の科学者たちは、初めて観測されたいくつかの大規模な銀河団とグループを分析する予定です。大きな疑問の 1 つは、銀河団の中心にある超大質量ブラック ホールに関係しています。科学者たちは、これらのブラックホールが周囲にエネルギーを放出し、星の形成速度を制御していることを知っています。しかし、これらのブラックホールがホスト銀河とどのように相互作用するのか正確には謎のままです。
「これまで、私たちは『静的』イメージング データを通じてこれらの相互作用の物理学を研究してきました」と、天文学および天体物理学のクレア・ブース・ルース助教授イリーナ・ジュラヴレバ氏は説明します。 「XRISMを使用して、超大質量ブラックホールによって駆動されるガスの速度を測定し、さまざまなガスと金属の混合を研究します。」
銀河団の外側領域の同様の測定も、宇宙でエネルギーがどのように伝達されるかを明らかにするでしょう。
さらに、XRISM は、銀河内外のさまざまな化学元素の存在量と金属の分布も正確に測定し、それによって、どのタイプの爆発星が現在の宇宙の化学組成に関与しているかを明らかにします。
宇宙研究の新たなフロンティア
地球の大気は X 線を遮るため、これらの観測は宇宙から行う必要があります。宇宙から衛星を打ち上げ、すべての機器を制御することは並外れた挑戦です。同様の衛星を打ち上げて運用するというこれまでの3回の試みは失敗に終わっている。科学者たちは4回目の打ち上げが成功することを期待している。
XRISM衛星は打ち上げ後にテストと校正が行われ、すべての機器が今年後半に観測計画を開始できる準備が整っていることを確認します。
「XRISMは高分解能X線分光法の新時代の到来を告げるだろう」とZhuravleva氏は語った。 「私たちはこのミッションに非常に興奮しており、待望のデータを分析する準備ができています。」