Na een decennium van observatie van enkele van de heetste, dichtste en meest energetische gebieden in ons universum, heeft deze kleine maar krachtige ruimtetelescoop nog meer te zien.

NASA's Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) wordt 10 jaar. Deze ruimtetelescoop, gelanceerd op 13 juni 2012, detecteert hoogenergetisch röntgenlicht en bestudeert enkele van de meest energetische objecten en processen in het universum, afkomstig van zwarte gaten die heet gas verslinden tot de radioactieve overblijfselen van ontplofte sterren. Hier zijn enkele manieren waarop NuSTAR het afgelopen decennium onze ogen heeft geopend voor het röntgenuniversum.

Röntgenfoto's dichtbij huis zien

Verschillende kleuren zichtbaar licht hebben verschillende golflengten en verschillende energieën; op dezelfde manier is er een reeks röntgenlicht of lichtgolven met hogere energieën dan die menselijke ogen kunnen detecteren. NuSTAR detecteert röntgenstraling aan de bovenkant van het bereik. Er zijn niet veel objecten in ons zonnestelsel die de röntgenstralen uitzenden die NuSTAR kan detecteren, maar de zon wel:zijn hoogenergetische röntgenstralen komen van microflares, of kleine uitbarstingen van deeltjes en licht op het oppervlak. De waarnemingen van NuSTAR dragen bij aan inzichten over de vorming van grotere fakkels, die schade kunnen toebrengen aan astronauten en satellieten. Deze studies kunnen wetenschappers ook helpen verklaren waarom het buitenste gebied van de zon, de corona, vele malen heter is dan het oppervlak. NuSTAR heeft onlangs ook hoogenergetische röntgenstralen waargenomen die van Jupiter komen, waarmee een decennia oud mysterie is opgelost over waarom ze in het verleden onopgemerkt zijn gebleven.

Zwarte gaten verlichten

Zwarte gaten zenden geen licht uit, maar enkele van de grootste die we kennen, zijn omgeven door schijven van heet gas die in veel verschillende golflengten van licht gloeien. NuSTAR kan wetenschappers laten zien wat er gebeurt met het materiaal dat zich het dichtst bij het zwarte gat bevindt, en onthult hoe zwarte gaten heldere fakkels en stralen heet gas produceren die zich duizenden lichtjaren in de ruimte uitstrekken. De missie heeft temperatuurvariaties gemeten in winden van zwarte gaten die de stervorming in de rest van de melkweg beïnvloeden. Onlangs maakte de Event Horizon Telescope (EHT) de allereerste directe beelden van de schaduwen van zwarte gaten, en NuSTAR bood ondersteuning. Samen met andere NASA-telescopen hield NuSTAR de zwarte gaten in de gaten op fakkels en veranderingen in helderheid die het vermogen van EHT zouden beïnvloeden om de door hen geworpen schaduwen in beeld te brengen.

Een van NuSTAR's grootste prestaties op dit gebied was het maken van de eerste ondubbelzinnige meting van de draaiing van een zwart gat, wat het deed in samenwerking met de ESA (European Space Agency) XMM-Newton-missie. Spin is de mate waarin de intense zwaartekracht van een zwart gat de ruimte eromheen vervormt, en de meting hielp aspecten van de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein te bevestigen.

Verborgen zwarte gaten vinden

NuSTAR heeft tientallen zwarte gaten geïdentificeerd die verborgen zijn achter dikke wolken van gas en stof. Zichtbaar licht kan doorgaans niet door die wolken dringen, maar het hoogenergetische röntgenlicht dat door NuSTAR wordt waargenomen, kan dat wel. Dit geeft wetenschappers een betere schatting van het totale aantal zwarte gaten in het heelal. In de afgelopen jaren hebben wetenschappers NuSTAR-gegevens gebruikt om erachter te komen hoe deze reuzen worden omringd door zulke dikke wolken, hoe dat proces hun ontwikkeling beïnvloedt en hoe verduistering zich verhoudt tot de impact van een zwart gat op de omringende melkweg.

Revealing the power of 'undead' stars

NuSTAR is a kind of zombie hunter:It's deft at finding the undead corpses of stars. Known as neutron stars, these are dense nuggets of material left over after a massive star runs out of fuel and collapses. Though neutron stars are typically only the size of a large city, they are so dense that a teaspoon of one would weigh about a billion tons on Earth. Their density, combined with their powerful magnetic fields, makes these objects extremely energetic:One neutron star located in the galaxy M82 beams with the energy of 10 million suns.

Without NuSTAR, scientists wouldn't have discovered just how energetic neutron stars can be. When the object in M82 was discovered, researchers thought that only a black hole could generate so much power from such a small area. NuSTAR was able to confirm the object's true identity by detecting pulsations from the star's rotation—and has since shown that many of these ultraluminous X-ray sources, previously thought to be black holes, are in fact neutron stars. Knowing how much energy these can produce has helped scientists better understand their physical properties, which are unlike anything found in our solar system.

Solving supernova mysteries

During their lives, stars are mostly spherical, but NuSTAR observations have shown that when they explode as supernovae, they become an asymmetrical mess. The space telescope solved a major mystery in the study of supernovae by mapping the radioactive material left over by two stellar explosions, tracing the shape of the debris and in both cases revealing significant deviations from a spherical shape. Because of NuSTAR's X-ray vision, astronomers now have clues about what happens in an environment that would be almost impossible to probe directly. The NuSTAR observations suggest that the inner regions of a star are extremely turbulent at the time of detonation. + Verder verkennen

NASA's NuSTAR makes illuminating discoveries with 'nuisance' light