10-12-2009
Tien jaar XMM-Newton heeft kijk op heelal ingrijpend veranderd
De XMM-Newton van ESA, de gevoeligste röntgentelescoop die ooit in de ruimte is gebracht, viert vandaag zijn tiende verjaardag in de ruimte. Met behulp van de door SRON ontwikkelde, supergevoelige reflectietraliespectrometer heeft de telescoop onze kijk op de heetste en meest extreme gebieden van het Universum ingrijpend veranderd.
XMM-Newton heeft er na tien jaar zo'n 600 miljoen kilometer op zitten, maar de röntgentelescoop functioneert nog steeds uitstekend. Met behulp van deze veteraan onder de ruimtetelescopen hebben astronomen cruciale waarnemingen gedaan die elk aspect van de sterrenkunde hebben beïnvloed. Zo brachten zij onder meer clusters van sterrenstelsels in kaart, de grootste structuren in de ruimte, en onderzochten zij gebieden nabij de zwarte gaten in ons sterrenstelsel en super-zware zwarte gaten in het hart van andere sterrenstelsels. Daardoor zijn we veel meer te weten gekomen over hoe superzware zwarte gaten evolueren en hoe zij de ontwikkeling van de grootste sterrenstelsels van het universum bepalen. Ook weten we dankzij XMM meer over hoe exploderende sterren scheikundige elementen produceren en verspreiden.
De door SRON ontwikkelde reflectietralie spectrometer (RGS) aan boord van XMM speelde een belangrijke rol in een aantal wetenschappelijke doorbraken. Bijvoorbeeld in de oplossing voor het coolingflow-probleem. Sterrenkundigen dachten lang dat het gas in de kern van een cluster van sterrenstelsels door afkoeling veel kouder zou zijn dan de omgeving. Ze vermoedden dat botsingen van de hete gasdeeltjes veel röntgenstraling produceren, die veel energie mee de ruimte inneemt. Hierdoor koelt het gas af en krimpt het een beetje, waardoor koelend gas naar het centrum zou stromen: een cooling flow. SRON-astronomen konden aan de hand van metingen van RGS echter laten zien dat er helemaal niet zo veel koel gas in het centrum van clusters zit. Er moest ergens een warmtebron zijn. Dit bleken uiteindelijk zwarte gaten te zijn, die enorme bellen blazen en zo het gas verwarmen.
Een tweede doorbraak was de identificatie van vreemde, grote 'hobbels' in de zachte röntgenband van sommige actieve melkwegstelsels. Eerder had men deze hobbels verklaard door absorptie van gaswolken buiten de kern van deze stelsels. Dankzij de hoge spectrale resolutie van de reflectietraliespectrometer kon nu voor het eerst worden aangetoond dat ze afkomstig zijn van gas in de binnenste kern, vlakbij het centrale zwarte gat. Dit heeft onze blik op de binnenste delen van de actieve melkwegkernen aanzienlijk verrijkt. Sterrenkundigen van SRON zagen verder voor het eerst 'vingerafdrukken' van interstellair stof in röntgenlicht. De vingerafdruk van deze stofdeeltjes kan meer vertellen over de samenstelling en het ontstaan van de deeltjes.
SRON-astronomen wisten in 2008 ook een deel van de verborgen 'gewone' materie in het heelal te identificeren. Slechts 5 procent van het heelal bestaat uit materie zoals wij dat kennen: protonen en neutronen die samen met elektronen atomen vormen waaruit sterren, planeten en het leven daarop opgebouwd zijn. Maar de helft daarvan was simpelweg zoek. Met behulp van waarnemingen van XMM lukte het deze verborgen 'gewone' materie zichtbaar te maken, verdeeld door het heelal als een web van draadachtige structuren van ijl gas en donkere materie: het kosmisch web.
XMM-Newton is nog altijd een van de belangrijkste ruimtetelescopen die in bedrijf zijn en een van de succesvolste ruimtemissies. Het aantal wetenschappelijke publicaties op basis van de waarnemingen van de röntgentelescoop bedraagt meer dan 2000. De waarnemingsinstrumenten zijn nog altijd in goede conditie en wetenschappers verwachten dat de telescoop zeker nog meer baanbrekende wetenschap gaat opleveren. Niettemin werkt SRON al mee aan één van de opvolgers van XMM, ASTRO-H (zie
http://www.sron.nl/index.php?option=com_content&task=view&id=2414&Itemid=580) De wetenschappelijke resultaten van de grote röntgentelescopen XXM en Chandra, die beide zo'n tien jaar in bedrijf zijn, staan centraal op een wetenschappelijk congres dat 15-17 maart 2010 plaatsvindt in Utrecht. Ook de toekomst van de röntgenspectroscopie komt dan aan de orde.
Toegevoegd door Eddy Echternach (www.astronieuws.nl)
(allesoversterrenkunde)