رصدخانه فضایی IXPE ناسا از ارتفاع 600 کیلومتری زمین، یک ماموریت مهم دارد: اینکه به بقایای ستارگان منفجر شده، فورانهای عظیم اطراف سیاهچالهها و پرتوهای ایکس کیهانی چشم بدوزد.
در اواخر سال گذشته میلادی، راکت فالکون 9 اسپیس ایکس در حالی به آسمان پرتاب شد که حامل رصدخانه فضایی IXPE ناسا بود. قرار است این ابزار با نام کامل «کاوشگر تصویربرداری با پرتوی ایکس»، چشمان بینای ناسا برای کشف ناشناختهها باشد. به منظور تحقق این هدف، IXPE باید کار بیسابقهای انجام دهد: رویت قطبش اشعه ایکس!
قطبش پرتوهای کیهانی، میتواند دربردارندهی پاسخ پرسشهایی باشد که برای مدتها، ذهن اخترشناسان را درگیر کرده؛ اما چرا مطالعه اشعه ایکس اینقدر مهم است؟
پرتوهای ایکس فضایی به عنوان یکی از انواع پرانرژی نور، در جاهایی یافت میشوند که ماده تحت فشار شدید قرار دارد؛ مثلا برخوردهای سخت، انفجارهای عظیم، حرارت 10 میلیون درجهای، چرخشهای سریع و میدانهای مغناطیسی قدرتمند!
ما روی زمین نمیتوانیم چنین چیزی را به خوبی ببینیم؛ چرا که اتمسفر مانند یک سپر دفاعی عمل میکند و اجازه عبور آن را نمیدهد. بنابراین مشاهده دقیق پرتوهای ایکس فقط از فضا امکانپذیر است. البته ناسا همین حالا هم یک رصدخانه اختصاصی اشعه ایکس در فضا به اسم چاندرا دارد؛ ولی این ابزار فقط میتواند آن دسته از موجهای بههمپیوسته میدانهای مغناطیسی و الکتریکی را شناسایی کند که در زاویه مناسبی از مسیر حرکت نور، ارتعاش مییابند.
هنگامی که پرتو ایکس به چیزی برخورد کند و از آن بگذرد، میدان الکتریکی فقط در یک جهت شروع به ارتعاش میکند که به آن قطبش گفته میشود. چاندرا قادر به تشخیص آن نیست؛ ولی رصدخانه فضایی IXPE ناسا چنین قابلیتی دارد و میتواند به درک بهتر منشا پرتوهای ایکس کیهانی کمک کند.
آیاکسپیای که به طور مشترک توسط ناسا، آژانس فضایی ایتالیا و شرکت Ball Aerospace طراحی شده؛ ساختاری دکل مانند دارد که در یک سمت، پنلهای خورشیدی در سمت دیگر، سایر قطعات سخت افزاری آن قرار گرفتهاند. سه تلسکوپ هم روی IXPE نصب شده است.
هر یک از تلسکوپها متشکل از 24 آینه استوانهای شکل برای دریافت پرتوها، و یک شناساگر برای تصویربرداری از پرتوهای ایکس هستند که مقدار و مسیر قطبش آنها را هم میسنجد.
حالا که IXPE به فضا پرتاب شده، برنامه ناسا حفظ آن در مدار طی دو سال آینده است. در این مدت، IXPE باید به 50 شی نورانی چشم بدوزد؛ از جمله بقایای ستارگان عظیم تبدیل شده به ابرنواختر، سیاهچالهای که تصور میشود کهکشان ما را منسجم نگه داشته است و البته تپاخترها!
به صورت تئوری پس از دریافت دادههای ارسالی IXPE، دانشمندان خواهند توانست بر دانش خود از ساختار و رفتار اجرام فضایی، محیط پیرامون آنها و ماهیت پرتوهای ایکس بیفزایند.
مثلا همین ماه گذشته، این رصدخانه فضایی نخستین عکس علمی خود را به زمین فرستاد: تصویری از ذاتالکرسی آ (Cassiopeia A) با قطری به وسعت 10 سال نوری که بقایای یک ستاره منفجر شده در قرن هفدهم میلادی است. پیشتر تلسکوپهای دیگری هم به این نقطه چشم دوخته بودند؛ اما دادههای تازه میتواند به درک بهتر نحوهی شکلگیری پرتوهای ایکس در ذاتالکرسی آ کمک کند.