Twee decennia geleden, op 10 december 1999, een Ariane 5-raket klom in de ochtendhemel vanuit Kourou, Frans Guyana. Het bracht de X-ray Multi-Mirror Mission (XMM-Newton) in een baan om de aarde. het grootste wetenschappelijke ruimtevaartuig ooit gebouwd door ESA (European Space Agency) en een baanbrekende satelliet voor het bestuderen van het universum met verschillende soorten licht. XMM-Newton heeft meer dan een half miljoen röntgenbronnen bestudeerd, inclusief supernova's, sterversnipperende zwarte gaten en superdichte neutronensterren.

"Toen ESA 20 jaar geleden XMM-Newton lanceerde, het werd onmiddellijk een van de belangrijkste ruimtetelescopen die astronomen gebruikten om hun begrip van het universum te vergroten, " zei Paul Hertz, afdelingsdirecteur astrofysica op het NASA-hoofdkwartier in Washington. "ESA moet worden gefeliciteerd met het beschikbaar stellen van XMM-Newton voor de internationale wetenschappelijke gemeenschap en het mogelijk maken van een berg wetenschappelijke ontdekkingen."

NASA droeg middelen bij voor twee van de belangrijkste instrumenten van de missie. Het bureau financiert ook de Guest Observer Facility in het Goddard Space Flight Center van NASA in Greenbelt, Maryland, die het gebruik van XMM-Newton door de Amerikaanse wetenschappelijke gemeenschap ondersteunt. Meer dan een derde van de waarnemingstijd van de satelliet wordt toegekend aan in de VS gevestigde astrofysici.

Met röntgenstralen kunnen wetenschappers dingen als sterren, het stellaire puin van supernovaresten, en de extreme omgevingen rond zwarte gaten. Het hoogenergetische licht kan niet doordringen in de atmosfeer van de aarde, dus dit soort gegevens moeten in de ruimte worden verzameld.

ESA ontwierp XMM-Newton met drie grote, co-uitgelijnde telescopen om zoveel mogelijk röntgenstralen vast te leggen over een breed gezichtsveld - gelijk aan de schijnbare grootte van de maan gezien vanaf de aarde. De telescopen sturen het verzamelde licht naar de instrumenten van de satelliet.

De European Photon Imaging Camera is ontwikkeld door een grote samenwerking, waaronder het Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics in Duitsland en geleid door Martin Turner aan de Universiteit van Leicester in Engeland. Het instrument produceert beelden waarmee wetenschappers in kaart kunnen brengen hoe de helderheid van bronnen in de loop van de tijd verandert, het verstrekken van informatie over de temperaturen en de omgeving van de doelen.

Atomen in de extreme omgevingen rond zwarte gaten of in stellair afval verliezen elektronen en produceren karakteristieke röntgenstralen. XMM-Newton's Reflection Grating Spectrometer kan signalen oppikken van specifieke elementen zoals zuurstof, stikstof, koolstof of ijzer. De algehele ontwikkeling van de spectrometer werd geleid door Bert Brinkman van het Nederlands Instituut voor Ruimteonderzoek. Steven Kahn, vervolgens aan de Columbia University in New York, leidde de ontwikkeling van de door NASA gefinancierde roosters, die het door de telescopen verzamelde licht verspreiden om de elementen te onthullen.

Kosmische gebeurtenissen zelden, als ooit, slechts één soort licht uitstralen. NASA verleende ondersteuning voor XMM-Newton's Optical/UV Monitor Telescope, die objecten bestudeert op zichtbare en UV-golflengten, waardoor XMM-Newton een satelliet met meerdere golflengten wordt. De algehele ontwikkeling van de telescoop werd geleid door Keith Mason van het Mullard Space Science Laboratory in Engeland. Eerder, gelijktijdige röntgen- en optische/UV-metingen waren alleen mogelijk door waarnemingen tussen satellieten en telescopen op de grond te coördineren. Maar het verzamelen van een gestage stroom gegevens vanaf de grond kan worden bemoeilijkt door wolken en het feit dat de telescopen 's nachts moeten observeren.

"Onze gedachte was dat als we alle waarnemingen vanaf één platform in de ruimte zouden kunnen doen, het zou veel efficiënter zijn, " zei France Córdova, nu directeur van de National Science Foundation in Alexandrië, Virginia, die de ontwikkeling van Amerikaanse bijdragen aan de telescoop leidde. "Om te bedenken dat na 20 jaar, alle instrumenten werken nog steeds harmonieus samen is absoluut geweldig, " ze zei.

Alle componenten van de satelliet zijn geïntegreerd in het European Space Research and Technology Centre in Noordwijk, Nederland, alvorens te worden verzonden 4, 600 mijl (7, 300 kilometer) overzee naar Kourou op het Franse vrachtschip MN Toucan.

Sinds de lancering, wetenschappers hebben XMM-Newton gebruikt om meer te weten te komen over neutronensterren, de verpletterde kernen van massieve sterren, in het puin van de supernova-explosies die ze hebben veroorzaakt. De satelliet detecteerde de eerste plotselinge afname van de spin die werd gezien op een toenemende pulsar, een snel ronddraaiende neutronenster die wordt aangedreven door gas dat vanuit een stellaire buur erop wordt gesluisd.

Röntgenstralen kaatsen overal in de omgevingen in de buurt van zwarte gaten. These X-ray "echoes" can help us map the area much as sonar uses sound waves to chart the ocean floor. XMM-Newton scientists first used the technique to map the region around a monster black hole in 2012. The satellite has also watched the earliest moments of tidal disruptions, cataclysmic events that occur when unlucky stars stray too close to black holes.

"Normal" matter—from protons to planets—only makes up 5% of the universe, and for years, scientists could only account for half of it. XMM-Newton's detailed observations showed that at least some of the missing material hides in the intergalactic medium, the web of hot gas between galaxies. The rest of cosmic matter is called dark matter. XMM-Newton's surveys and source catalogs helped astrophysicists calculate exactly how much of this mysterious substance resides in galaxy clusters.

"XMM-Newton has revealed the universe's X-ray secrets to a generation of astronomers, " said Goddard's Kim Weaver, the NASA project scientist for the mission. "The satellite is projected to stay healthy through 2028, so the astrophysics community can look forward to another decade of exciting discoveries."