Op 1 mei NASA's Rossi X-ray Timing Explorer-ruimtevaartuig keerde terug en verbrandde in de atmosfeer van de aarde. Hoewel niet zo bekend bij het publiek als Hubble en Chandra, RXTE behoort tot de meest succesvolle astrofysica-missies van NASA. De afgelopen 16 jaar heeft RXTE continu "geluisterd" naar de stromen röntgenstraling afkomstig van zwarte gaten, neutronensterren en pulsars.

Pulsars onderzoeken de fysica van materie onder de meest extreme omstandigheden, het beantwoorden van vragen die niet toegankelijk zijn in aardgebonden laboratoria. Samen met zwarte gaten, neutronensterren zijn verantwoordelijk voor het injecteren van het grootste deel van de ioniserende straling - röntgenstralen en gammastralen - in het interstellaire medium, en hun geboorte- en doodsgebeurtenissen produceren de meerderheid van de elementen die zwaarder zijn dan ijzer. De verrassende conclusie is dat ze de voorwaarden scheppen die nodig zijn om leven in de kosmos te laten ontstaan.

Terwijl sommige telescopen kijken naar de zichtbare golflengten die sterren uitzenden, RXTE verdiepte zich specifiek in röntgenfoto's. Vergeleken met de relatief onveranderlijke nachtelijke hemel die we met onze ogen zien, het röntgenuniversum is dynamisch en gevuld met uitbarstingen, pulsaties en opflakkeringen. Deze straling komt van materie die wordt verwarmd tot miljoenen graden terwijl het wordt opgeslokt door 'zombiesterren'.

Verre van super zeldzaam, ons eigen melkwegstelsel bevat waarschijnlijk miljoenen van deze gedegenereerde stellaire relikwieën, achtergelaten nadat massieve sterren explodeerden tijdens een supernova. De meeste van dergelijke zombiesterren zijn onzichtbaar, maar RXTE kon het "geluid" horen van hen die op nabije sterren kauwden!

U kent misschien het bekende klikkende geluid van een geigerteller van tv- en filmafbeeldingen van wetenschappers die met radioactieve materialen werken. evenzo, RXTE was als een gigantische geigerteller, de grootte van een SUV, gevuld met Xenon-gas en een rooster van hoogspanningselektroden. Elk afzonderlijk röntgenfoton dat door het gas ging, genereerde een kleine spanningspuls die zich registreerde op gevoelige elektronica en zijn precieze aankomst registreerde.

Met behulp van computercodes op basis van dezelfde wiskunde die wordt gebruikt door de spectrumanalysator in een muziekopnamestudio, astrofysici zoals ik en mijn studenten aan UMass Lowell scannen de stroom van binnenkomende fotonen op patronen. Vervolgens gebruiken we natuurkunde om de patronen te interpreteren zoals een cardioloog een ECG-spoor interpreteert. We kunnen onthullen wat er aan de hand is als materie in zwarte gaten valt, of terwijl het rond een neutronenster wervelt - de dichtste en meest magnetische objecten in het universum.

RXTE heeft veel pulsars gedetecteerd - neutronensterren die röntgenstralen produceren op een vergelijkbare manier als de aurora's op aarde, maar bij veel hogere energieën. Het magnetische veld van de pulsar (een biljoen keer sterker dan het veld van de aarde) vangt de sterrenwind op, een stroom van energetische deeltjes van een naburige ster, net zoals de zonnewind wordt opgevangen door de aarde. Het magnetische veld van de pulsar versnelt vervolgens deze deeltjes naar zijn polen, waar ze neerstorten en hun energie vrijgeven, het verlichten van de poolgebieden als aurora's.

RXTE is dood, maar astrofysici onderzoeken de fundamentele fysica van neutronensterren en zwarte gaten via hun enorme gegevensarchief. We analyseren de signalen van pulsars, en de ruis die wordt uitgezonden door zwarte gaten, een combinatie van wiskunde gebruiken die de algemene relativiteitstheorie van Einstein omvat, en elektromagnetisme. Vervolgens bouwen we computermodellen die proberen hun röntgen "noorderlicht" fysiek in kaart te brengen.

Toen ik eind jaren negentig student was, we richtten RXTE op een nabijgelegen sterrenstelsel, de kleine Magelhaense wolk, in de hoop te ontdekken hoeveel pulsars er buiten ons eigen melkwegstelsel bestonden. We waren verbaasd om drie pulserende tegelijkertijd te vinden. Ons record werd zeven gelijktijdig actieve pulsars, uiteindelijk tot een totaal van meer dan 50 in dat kleine sterrenstelsel.

Vandaag andere ruimtevaartuigen, inclusief Chandra, Swift en XMM-Newton, beeld de röntgenhemel af, maar ze kunnen die "oren" voor röntgenstralen niet leveren. We werken hard aan een nieuwe missie genaamd STROBE-X voor lancering in de jaren 2020, die ons opnieuw de muziek zal laten horen.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.