Kinesisk røntgenteleskop får dansk instrument
more_vert
close
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og at Mediehuset Ingeniøren og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Kinesisk røntgenteleskop får dansk instrument

I et dobbeltsystem kan stof fra en stjerne ende i et sort hul. Undervejs opvarmes stoffet, så det udsender røntgenstråling, som det kinesiske teleskop kan opfange. Illustration: NASA

Kinas rumprogram har fuld fart på, men indtil nu har det mest handlet om at udvikle rumraketter, flyve kinesere ud i rummet og udforske Månen. Der har ikke været meget fokus på videnskabelige satellitter, men det er så småt ved at ændre sig.

Det er lykkedes det kinesiske videnskabsakademi (CAS) at overbevise regeringen om, at Kina bør have rumobservatorier i samme klasse som dem, USA og Europa opsender, og et stort røntgenteleskop ved navn EXTP (Enhanced X-ray Timing and Polarimetry satellite) skal være klar i 2025.

Teleskopet udvikles i samarbejde med en række europæiske forskningsinstitutioner, som skal stå for to af de fire instrumenter om bord. På DTU Space står seniorforsker Søren Brandt i spidsen for instrumentet Wide Field Monitor (WFM), som også spanske og italienske forskere er involveret i.

Illustration: MI Grafik / Lasse Gorm Jensen

Formålet med EXTP er at studere stoffet under de mest ekstreme forhold, naturen kan frembringe. Det er universets mest kompakte objekter, sorte huller og neutronstjerner, der skal undersøges nærmere. Astrofysikerne håber, at de ved at studere disse objekter kan blive klogere på, hvordan tyngdekraften virker – om Einsteins ligninger fra den almene relativitetsteori stadig gælder i de stærkeste tyngdefelter.

Røntgen fra tilvækstskiven

I sagens natur er det umuligt at se et sort hul, men ved hjælp af røntgenteleskoper kan astronomerne opfange stråling fra det stof, der falder ned mod det. På vej ind i det sorte hul danner stoffet en såkaldt tilvækstskive, som på grund af friktion opvarmes til millioner af grader og udsender kraftig røntgenstråling.

Ved at studere strålingen og følge, hvordan den varierer i løbet af milli­sekunder, kan forskerne få bedre tjek på sorte hullers masse og rota­tionshastighed. Så vil det vise sig, om de sorte huller og stoffet omkring dem opfører sig præcis, som det kan forventes ud fra den almene relativitetsteori, eller om der er afvigelser, der kan føre fysikerne frem til en mere omfattende teori.

Forskerne vil også gerne vide, hvordan stoffet opfører sig, når det bliver trykket rigtig godt sammen, som det sker i en neutronstjerne. Som navnet antyder, kan man forstå en neutronstjerne som en kæmpe­stor atomkerne, som kun består af neutroner, men helt så enkelt er det selvfølgelig ikke. I en neutronstjerne sørger den stærke kernekraft for at pakke stoffet endnu tættere end i atomkerner – i kernen måske 10 gange så tæt – og der kan dannes eksotisk kvark-stof, der er umuligt at studere i laboratorier på Jorden.

Ved at fange røntgenstrålingen fra eksplosioner på overfladen af neutronstjerner kan EXTP hjælpe fysikerne med at måle disse stjerners masse og størrelse, og så kan de finde frem til den tilstandsligning, der udtrykker sammenhængen mellem trykket og densiteten af stoffet i neutronstjernerne. Det kan vise sig at være endnu mere underligt, end man hidtil har troet.

Ekstremt kraftige magnetfelter

Røntgenobservatoriet skal også være i stand til at måle røntgenstrålingens polarisation, som fortæller en del om de stærke magnetfelter omkring neutronstjerner.

Disse målinger vil blandt andet gøre det muligt at opdage såkaldte magnetarer, der er en klasse af neutronstjerner med ekstremt kraftige magnetfelter, der kan have en styrke i omegnen af en billiard gauss.

Mange af de himmellegemer, der udsender røntgenstråling, gør det pludseligt og kortvarigt. Det dansk-spansk-italienske instrument kan lynhurtigt opfange stråling fra et meget stort område af himlen, så det skal være helt i frontlinjen, når det gælder om at opdage nye røntgen­kilder.

Med Wide Field Monitor kan forskerne få øje på objekter, som teleskopets øvrige instrumenter efterfølgende kan observere mere detaljeret. Desuden skal et varslingssystem sørge for, at alverdens andre teleskoper hurtigt kan blive rettet i samme retning i tilfælde af en uventet opblussen i røntgenområdet som for eksempel kolliderende neutronstjerner eller et sort hul i udbrud.

Skulle have været europæisk

Arbejdet med WFM startede i 2011, og egentlig var instrumentet slet ikke beregnet til den kinesiske satellit, fortæller Søren Brandt:

»I det europæiske team havde vi et forslag til en ESA-mission, der hed Large Observatory For X-ray Timing, forkortet LOFT. Her skulle WFM og et andet instrument kaldet Large Area Detector være med. Men i 2014 fravalgte den europæiske rum­organisation LOFT til fordel for Plato, der skal lede efter exoplaneter. Vi fik en ærefuld andenplads, men den kunne vi jo ikke bruge til så meget. Så vi kiggede os omkring efter andre rumorganisationer, der kunne være interesserede.«

Kineserne havde i forvejen en idé til et røntgenteleskop som efterfølger til det beskedne Hard X-ray Modulation Telescope (HXMT), der blev sendt op sidste år. De kinesiske og europæiske planer blev slået sammen til EXTP, der kommer til at koste op imod tre milliarder kroner, og som bringer Kina op i super­ligaen for rumteleskoper.

»Kina vil spille på den store bane. De vil have videnskabelige rummissioner, der matcher eller overgår dem, Nasa og ESA har. Det får de med EXTP, nu da de europæiske instrumenter kommer med,« siger Søren Brandt og fortsætter:

»Nu kører det derudad. Men vi vil gerne have ESA ind over, for så kan ESA fungere som koordinator og også bidrage økonomisk. Ellers skal hvert enkelt af de otte-ti lande, der er involveret i de europæiske instrumenter, indgå separate aftaler med Kina, og det bliver lidt bøvlet.«

ESA kan stadig nå det

Det er absolut ikke utænkeligt, at ESA kommer med på vognen i løbet af det næste års tid eller halvandet, for rumorganisationerne i Kina og Europa arbejder stadigt tættere sammen i erkendelse af, at rumfart er en bekostelig affære. Det er oplagt at være flere om at betale regningen for de største missioner.

Til gengæld skal man ikke forvente, at Kina kommer til at udvikle rumteleskoper sammen med USA lige foreløbig. I 2011 vedtog den amerikanske kongres en lov, der forbyder den amerikanske rumfarts­administration, Nasa, at samarbejde med kineserne.

Det havde ellers været ret oplagt med et stort røntgenteleskop bygget og finansieret af USA, Kina og Europa i fællesskab, for amerikanerne har også planer om sådan et. Det kaldes Strobe-X, og det skal også medtage de to instrumenter, som DTU Space og de øvrige europæiske institutioner udvikler.

I næste uge tager Søren Brandt til en Nasa-workshop for at diskutere designet af Strobe-X, og i maj går turen endnu en gang til Kina for at snakke EXTP.

»Det er lidt mærkeligt at have en fod i begge lejre. Man skal overveje, hvad man siger til den ene og den anden. Men Nasa er ikke nået så langt i processen – kineserne er allerede der, hvor amerikanerne vil være i 2023 eller 2024, og det er slet ikke sikkert, at Strobe-X bliver vedtaget,« slutter han. j