De Chandra röntgentelescoop is 20 jaar geworden

NGC6357
NGC 6357 is een groep jonge sterren waarvan de röntgenstraling in blauw is weergegeven. Credit: röntgenstraling: NASA/CXC/PSU/L.Townsley et al; Optisch: UKIRT; Infrarood: NASA/JPL-Caltech

De Hubble Space Telescope heeft de standaard gezet van hoe een schitterende ruimtefoto eruit moet zien. De Chandra röntgentelescoop is veel minder bekend maar die telescoop kan er ook wat van hoor.

De Chandra röntgentelescoop werd op 23 juli 1999 met behulp van de space shuttle Columbia naar de ruimte gebracht. Anders dan de Hubble Space Telescope die opnames maakt in ultraviolet, zichtbaar licht en nabij infrarood licht dat door sterren en sterrenstelsels wordt uitgezonden, neemt de Chandra alleen waar in röntgenlicht. Dat levert heel andere informatie op omdat röntgenlicht. Zo wordt röntgenstraling onder andere uitgezonden door neutronensterren, zwarte gaten en de restanten van supernova’s. Chandra is gespecialiseerd in het waarnemen van de meest energetische processen in het heelal.

De opnames van de Hubble bevatten een heleboel zichtbaar licht en de kleuren worden aangepast om het een mooi beeld te geven of om beter uit te leggen wat we zien. Röntgenstralen daarentegen zijn onzichtbaar voor het blote oog dus alle opnames van de Chandra moeten in valse kleuren worden weergegeven. De afbeeldingen van de Chandra worden omgezet tot een zichtbaar licht afbeelding. Het is niet het gebied zoals we dat met onze ogen zouden kunnen zien maar het is een aanvullend filter waardoor we naar het heelal kunnen kijken. Het vangt belangrijke gegevens die andere telescopen niet kunnen zien.

Twintig jaar is best oud voor een telescoop en de jaren beginnen dan ook te tellen voor de Chandra. In de helft van 2018 was er een probleem met een van de gyroscopen die zorgen voor de stabilisatie van te telescoop. Dat probleem is vooralsnog opgelost maar anders dan voor de Hubble Space Telescope die binnen enkele jaren wordt opgevolgd door de James Webb Space Telescope, is er voor de Chandra geen opvolger beschikbaar. Astronomen hebben de Lynx röntgentelescoop voorgesteld maar dat project is nog slechts een concept en moet nog eerst worden goedgekeurd.

Maar terug naar de Chandra, die telescoop heeft vele belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen gedaan. Hierbij enkele van de mooie en belangrijkste afbeeldingen van die de Chandra heeft gemaakt. In de afbeeldingen zijn meerdere golflengtes gecombineerd dus je ziet een afbeelding van het object en hetgeen er door de Chandra aan is toegevoegd.

De “Kogel cluster”, oftewel de cluster 1E 0657-56

De Kogelcluster
De Kogel cluster. Afbeelding: röntgenstraling: NASA/CXC/CfA/M.Markevitch et al.; Optisch: NASA/STScI; Magellan/U.Arizona/D.Clowe et al.; Lensing Map: NASA/STScI; ESO WFI; Magellan/U.Arizona/D.Clowe et al.

Deze waarneming stamt uit 2004 en het is een van de bekendste afbeeldingen die de Chandra heeft gemaakt. De afbeelding levert astronomen het bewijs dat donkere materie bestaat. Donkere materie is een mysterieuze massa waarvan er veel meer in het heelal aanwezig lijkt te zijn dan de gewone materie maar die donkere materie lijkt niet te reageren met de normale materie. De cluster zelf is het resultaat van de fusie van twee grote clusters van sterrenstelsels. De sterrenstelsels in wit en oranje zijn zichtbaar in zichtbaar licht. De röntgenstraling in het centrum van de afbeelding is zichtbaar in roze en wordt door normale materie in het centrum van de cluster uitgezonden.

Maar de blauwe kleuren waren een grote verrassing voor de astronomen. Het blauw zijn de delen van de cluster waar zich de meeste massa bevindt, waar zware objecten het licht van sterren en sterrenstelsels die zich hierachter bevinden, afbuigen. De afbeelding laat zien dat het meeste materiaal zich niet op de plek van de normale materie (roze) bevindt maar op de blauwe plekken. Astronomen denken dat toen de twee clusters botsten de donkere materie zonder enige interactie bleef bewegen en de normale materie door de botsing vertraagde en in het centrum bleef. Wetenschappers hebben dit onderzoek inmiddels bij tientallen andere sterrenstelsels herhaald.

De Krabnevel

De Krabnevel
De Krabnevel met de röntgenstraling in roze, infrarood in geel, radiostraling in rood en het ultraviolette licht in het blauw. Credit: röntgenstraling: NASA/CXC/SAO; Optisch: NASA/STScI; Infrarood: NASA/JPL/Caltech; Radio: NSF/NRAO/VLA; Ultraviolet: ESA/XMM-Newton

De Krabnevel behoort tot de meest intensief bestudeerde objecten aan de sterrenhemel. De nevel is het resultaat van een supernova die astronomen op Aarde in 1054 hebben waargenomen. Het buitenste gebied met de uitlopers is het optische en infrarode licht dat door elektronen met een lage energie wordt uitgezonden. Deze elektronen bevinden zich verder weg van het centrum. In 2009 nam Chandra de Krabnevel waar. De roze component met de heldere vlek in het centrum zijn de hoogenergetische elektronen die Chandra waarnam. Dit gebied toont ons een neutronenster, het overblijfsel van een ineengestorte ster die een ongelooflijke hoge dichtheid heeft.

De aanhoudende straling van hoogenergetische energie die uit de Krabnevel komt heeft astronomen veel geleerd over supernova’s en draaiende neutronensterren. Deze objecten stralen de hoogste energetische straling uit die we kennen en ze maken het mogelijk dat astronomen de corona van de Zon en andere hemelse objecten kunnen bestuderen als die er voorlangs bewegen.

Sagittarius A*

Sagittarius A*
Sag A*. Image: NASA/CXC/Univ. of Wisconsin/Y.Bai, et al.

De waarnemingen die Chandra heeft gedaan aan Sag A*, het zwarte gat in het centrum van ons sterrenstelsel, hebben tonnen aan gegevens opgeleverd. In deze afbeelding stellen de verschillende kleuren de verschillende energieën van röntgenstraling voor. De hoogste energie heeft een blauwe kleur. Sag A* zou zich in het centrum van het helderste deel van het rode gebied bevinden.

Het zwarte gat zelf is op de afbeelding niet te zien maar wel het gebied van heet gas rond het zwarte gat. De foto is slechts een enkele opname maar laat al duidelijk zien dat het een chaotisch gebied is. Chandra meet af en toe uitbarstingen van röntgenstraling in dit gebied. Men neemt aan dat deze afkomstig zijn van het zwarte gat dat materie opslokt of doordat er een herconfiguratie plaatsvindt van de enorm sterke magneetvelden in dit gebied.

SN 1987A

SN1987a
SN 1987A. Credit: röntgenstraling: NASA/CXC/PSU/S.Park & D.Burrows.; Optisch: NASA/STScI/CfA/P.Challis

32 Jaar geleden was er een nieuwe flits aan de sterrenhemel zichtbaar. Die flits was afkomstig uit ons buursterrenstelsel, de Grote Magelhaanse Wolk. Telescopen rond de wereld, inclusief Chandra, waren in staat om opnames te maken van de supernova. De supernova wordt nog steeds gevolgd dus astronomen kunnen zeer gedetailleerd de veranderingen in de tijd waarnemen. De waarnemingen van SN 1987A waren het eerste resultaat van de zogenaamde “multimessenger astronomie”, waarbij astronomen zowel elektromagnetische straling als neutrino’s konden waarnemingen die uit dezelfde bron afkomstig waren.

De waarnemingen van de Chandra hebben op de opname ene blauwe kleur. Het gehele beeld toont de materie die door de supernova is uitgestoten en die door een passeerde schokgolf wordt verricht. Wetenschappers denken dat de schokgolf de ring van materie heeft verlaten en dat die nu sneller beweegt omdat het gebied in de ruimte veel leger is.

M87

M87 door Chandra
M87. Image: röntgenstraling: NASA/CXC/Villanova University/J. Neilsen

Eerder dit jaar kondigden sterrenwachten rond de wereld aan dat ze de eerste echte afbeelding van de schaduw van een zwart gat hadden gemaakt. Chandra maakte een begeleidende opname van Messier 87. Deze opname is minder dramatisch dat de echte foto maar helpt wel om het gedrag van het zwarte gat beter te begrijpen.

In de inzet kan je een heldere lijn zien die zich verwijderd van het plusteken. Dit is een straalstroom bestaande uit hoogenergetische deeltjes. Deze wordt door het zwarte gat uitgestoten. De straalstroom heeft een lengte van ongeveer 1000 lichtjaar. Astronomen bestuderen deze galactische röntgenstralen om zo de omgeving rond het zwarte gat in Messier 87 beter te leren begrijpen. Ook leren ze hierdoor meer over hoe en waarom deze jets ontstaan.

Cygnus OB2

Cygnus OB2
Credit: röntgen: NASA/CXC/SAO/J. Drake et al; H-alfa: Univ. of Hertfordshire/INT/IPHAS; Infrarood: NASA/JPL-Caltech/Spitzer

Om de twintigste verjaardag te vieren werden er ook enkele nieuwe opnames vrijgegeven. Eén van de mooiste is een opname van Cygnus OB2. Het is een valse kleurenopname van de grootste concentratie jonge en zware sterren binnen een afstand van 2 kiloparsec van de Zon. Twee kiloparsec is ongeveer 6500 lichtjaar. De opname toont jonge, hete sterren die hoogenergetische winden uitstoten die schokgolven produceren die de omliggende sterren tot activiteit prikkelen.

 

Eerste publicatie: 28 juli 2019




%d bloggers liken dit: