Na twee jaar intensief werken, geleid door de Space Science Division van het US Naval Research Laboratory (NRL), het ontwerp voor een conceptueel ruimteobservatorium gaat naar de National Academies of Science, Engineering and Medicine's Decadal Survey over astronomie en astrofysica, waarin de prioriteiten van de astronomiegemeenschap voor het komende decennium worden vastgesteld.

Voor Tom Maccarone van Texas Tech University, die de afgelopen twee jaar een integrale rol hebben gespeeld in de ontwikkeling van het observatorium, begint nu een even belangrijk hoofdstuk - ervoor zorgen dat de belangrijkste besluitvormers het belang ervan begrijpen.

Het spectroscopische tijdoplossende observatorium voor breedband-energieröntgenstralen (STROBE-X) is een missieconcept voor een röntgenobservatorium dat zich zal specialiseren in snelle tijdvariabiliteit. De satelliet zou informatie verzamelen van zwarte gaten, neutronensterren, voorbijgaande gebeurtenissen en kosmische explosies, zoals de gewelddadige vernietiging van sterren in de greep van zwarte gaten en botsingen met binaire neutronensterren. De geschatte kosten om het observatorium te bouwen bedragen $ 880 miljoen.

"We hopen dat de Decadal Survey specifiek zal zeggen dat STROBE-X moet worden gedaan, " zei Maccarone, een Presidential Research Excellence Professor in de Texas Tech Department of Physics &Astronomy. "Maar zelfs als ze alleen maar zeggen dat röntgentiming en spectroscopie met een hoog verzamelgebied belangrijk zijn, we zouden een goede kans moeten hebben om onze missie te laten vliegen."

Paul Ray, een astronoom met NRL's High Energy Astrophysics and Applications sectie, leidde de studie voor het STROBE-X missieconcept.

"De fysieke omstandigheden in exotische systemen zoals zwarte gaten en neutronensterren zijn onmogelijk na te bootsen in een aardgebonden laboratorium, "Zei Ray. "Dus, een missie als deze is de beste manier om ons begrip te vergroten."

Het STROBE-X missieconcept vraagt ​​om een ​​agile 5, Een satelliet van 000 kilogram met een breedbeeldmonitor om voorbijgaande gebeurtenissen te detecteren en te lokaliseren en de toestand van variabele bronnen te bewaken. Deze waarnemingen zouden de satelliet ertoe aanzetten zijn enorme, primaire instrumenten op een object van belang. Het zou ook reageren op meldingen van observatoria op de grond.

De primaire instrumenten zouden meer dan 10 keer het verzamelgebied hebben van eerdere röntgeninstrumenten - technologie mogelijk gemaakt door de nieuwste ontwikkelingen in solid-state röntgendetectoren en lichtgewicht röntgenconcentrerende optica. Metingen met deze instrumenten kunnen de spin van zwarte gaten bepalen, de straal van neutronensterren en de elementen die ontstaan ​​bij explosieve gebeurtenissen.

Maccarone leidde de ontwikkeling van de STROBE-X science case tijdens de missiestudie. Hij voorspelt dat in de jaren 2020 veel nieuwe faciliteiten de hemel routinematig op verschillende golflengten zullen onderzoeken, op zoek naar tijdelijke en variabele bronnen.

Hij zei dat dit een verschuiving vertegenwoordigt van de traditionele astronomie, met de nadruk op zeer diepe observaties van individuele objecten, tot big data-wetenschap.

"STROBE-X, met zijn breedveld X-ray monitoring en snelle reactie, een cruciaal vermogen zal zijn in het tijdperk van de astronomie in het tijdsdomein, ' zei Maccarone.

De technologie voor het primaire instrument op STROBE-X wordt al gedemonstreerd door de Neutron Star Interior Composition Explorer, een lading die sinds 2017 aan het internationale ruimtestation is bevestigd.

Volgens Colleen Wilson-Hodge, een lid van het studieteam van NASA's Marshall Space Flight Center, STROBE-X zou een essentieel hulpmiddel zijn in het tijdperk van multi-messenger astrofysica.

"Door de geschiedenis heen hebben we over de sterren geleerd door naar het licht ervan te kijken - eerst visueel, dan met golflengten variërend van radiogolven tot gammastralen, " zei ze. "De recente ontwikkeling van zwaartekrachtsgolf- en neutrinodetectoren heeft de astronomie uitgebreid tot meer dan alleen elektromagnetische golven. STROBE-X zou de elektromagnetische context voor die verschijnselen bieden."

De STROBE-X-studie werd gefinancierd door NASA en uitgevoerd door wetenschappers en ingenieurs van NRL, Texas Tech, Massachusetts Institute of Technology, NASA's Marshall Space Flight Center en NASA's Goddard Space Flight Center.

De gefinancierde deelnemers werden ondersteund door een samenwerking van meer dan 130 wetenschappers van tal van Amerikaanse en internationale instellingen die hielpen bij het ontwikkelen en verfijnen van de wetenschappelijke case voor de missie.

De STROBE-X-studie profiteerde ook van de voortdurende samenwerking met Europese wetenschappers uit Italië, Spanje, Denemarken en het Verenigd Koninkrijk, die de detectortechnologie en ontwerpen voor twee van de instrumenten ontwikkelde als onderdeel van een onderzoek van de European Space Agency naar een missie genaamd de Large Observatory For X-ray Timing, of ZOLDER.