고에너지 천체물리 망원경

Advanced Telescope for High Energy Astrophysics
고에너지 천체물리학용 첨단 망원경
이름아테나
미션 타입우주 망원경
교환입니다.유럽우주국(ESA)
COSPAR ID Edit this at Wikidata
웹 사이트www.the-athena-x-ray-observatory.eu
미션 기간4년 (예정)
임무 개시
발매일2035년 (예정)[1]
로켓아리안 64
발사장소중앙공간 가이아나
청부업자아리아네스페이스
궤도 파라미터
레퍼런스 시스템L점1(기준선)
주 망원경
유형X선 망원경
초점 거리12 m(39 피트)

고 ENERGY 천체물리학용 고급 망원경(Athena)은 뜨겁고 에너지 넘치는 우주의 과학적 주제를 다루기 위해 유럽우주국(ESA)이 우주 비전[3] 프로그램에서 선택한 X선 관측 미션입니다.Athena는 0.2~12 keV의 에너지 범위에서 작동하며, 여러 매개 변수 공간에서 동시에 최소 한 등급의 크기만큼 현재 작동하는 X선 천문학 위성(예: 찬드라 X선 천문대 및 XMM-뉴턴)을 능가하는 분광 및 이미징 기능을 제공할 것이다.

미션

이 임무의 주요 목표는 뜨거운 가스 구조를 지도화하고, 그 물리적 특성을 결정하고, 초대질량 블랙홀을 찾는 것이다.

역사와 발전

이 임무는 2000년대 초반부터 두 가지 개념, 즉 ESA의 XEUS와 NASA의 Constellation-X 천문대에 뿌리를 두고 있다.2008년경, 이 두 가지 제안은 NASA/ESA/JAXA 국제 X선 관측소(IXO)의 공동 제안으로 통합되었다.2011년에 IXO가 철회되고 ESA는 비용 절감 수정을 진행하기로 결정했습니다.이 수정은 [4]Athena로 알려지게 되었습니다.Athena는 2014년에 L클래스 우주비전 미션 [5]2위로 선정되어 뜨겁고 에너지 넘치는 우주 과학 주제를 다루고 있습니다.

Athena 미션에 대한 과학적 조언은 지역사회의 전문가 과학자로 구성된 Athena Science Study Team(ASST)에 의해 제공됩니다.ASST는 2014년 7월 16일 ESA에 의해 지정되었다.ESA Study Scientist 및 Study Manager는 각각 Dr. Matteo Guainazi와 Dr. Mark Ayre입니다.아테나는 2019년 11월 12일 미션 포뮬레이션 리뷰를 통해 단계 A를 성공적으로 완료했다.다음 주요 이정표는 2023년에 ESA의 과학 프로그램 위원회(SPC)가 2035년에 [1]착수할 것으로 예상되는 미션 채택이 될 것이다.

궤도

2035년, 아리안 64 발사체는 아테나를 태양-지구 시스템의 [6][1]L 지점 주변의1 큰 진폭의 후광 궤도로 끌어올릴 것입니다.L 주변의1 궤도는 안정적인 열환경, 양호한 하늘시야성, 높은 관측효율, 안정적인 입자배경 등의 이유로 선정되었습니다.Athena는 연간 최대 300개의 천체 위치에 대해 사전 계획된 관측을 수행합니다.특수 기회 대상 모드를 사용하면 하늘에서 무작위로 발생하는 이벤트의 50%에 대해 4시간 이내에 재지점 기동을 할 수 있습니다.

광학 및 기기

Athena X선 관측소는 초점 거리가 12m인 단일 X선 망원경으로 구성되며, 유효 면적은 약 12.4m(1keV에서)이며, 공간 분해능은 축을 기준으로 5초이며, 축을 벗어난 30분에서는 10초 미만으로 우아하게 저하된다.이 거울은 ESA의 Silicon Pore Optics([9][10]SPO) 기술을 기반으로 합니다.SPO는 우수한 수집 면적 대 질량 비율을 제공하면서도 각도 분해능을 제공합니다.또한 높은 기술 준비 수준과 전례 없는 망원경 수집 영역을 달성하기 위해 필요한 대량 생산에 매우 적합한 모듈식 설계로 인해 이점을 얻을 수 있습니다.이동식 미러 어셈블리는 언제든지 X선을 Athena의 두 기기 중 하나(WFI 및 X-IFU, 아래 참조)에 초점을 맞출 수 있습니다.

WFI와 X-IFU는 각각 2018년 10월 31일과 2019년 4월 11일에 예비 요건 심사를 성공적으로 통과했습니다.

와이드 필드 이미저(WFI)

WFI(Wide Field Imager)는 Max Planck Society의 반도체 연구실에서 개발된 독특한 실리콘 DEPFET 기술을 기반으로 하는 대규모 시야 분광 이미징 카메라입니다.DEPFET는 뛰어난 에너지 분해능(7keV에서 170eV 미만), 저노이즈, 고속 판독 및 높은 시간 분해능을 제공하며 방사선 경도가 우수합니다.계측기는 40' x 40' 순간 하늘 영역에 걸쳐 넓은 시야에서 관찰할 수 있도록 최적화된 Large Detector Array를 높은 처리량과 낮은 적층력으로 X선 하늘에서 가장 밝은 점 소스를 관찰하도록 조정된 별도의 Fast Detector와 결합합니다.이러한 기능은 아테나 망원경의 전례 없는 유효 영역 및 넓은 영역과 결합되어 X선 영상 분광학의 획기적인 기능을 제공할 것입니다.

WFI는 ESA 회원국으로 구성된 국제 컨소시엄에 의해 개발된다.독일(ECAP, IA Tübingen), 오스트리아(빈 대학), 덴마크(DTU), 프랑스(CEA Saclay, Strasbourg, Volgana, Palcermo), 이탈리아(INAF, 볼로냐, Palcermo)의 파트너들과 함께 Max Planck Institute for External Physics(DEU)가 이끌고 있다.Vania State University(펜 주립대), SLAC, 매사추세츠 공과대학(MIT), SAO, 스위스(제네바 대학), 포르투갈(IA), 그리스(Athens Observatory, Creta 대학).주요 조사관은 교수입니다.MPE의 고에너지 그룹 디렉터, Kirpal Nandra씨.

X선 일체형 필드 유닛(X-IFU)

X선 통합 필드 유닛은 Athena X-IFU의 극저온 X선 분광계이며, 5분(등가 직경)의 육각형 시야에서 최대 7keV의 스펙트럼 분해능 요구 사항으로 공간 분해능 X선 스펙트럼을 제공합니다.X-IFU의 주요 검출기는 필요한 정지 전력을 제공하기 위해 Au 및 Bi로 만들어진 흡수기에 결합된 몰리브덴 골드 전이 에지 센서의 대규모 형식 배열로 구성됩니다.픽셀 크기는 상공에서 5초 미만에 해당하므로 X선 광학의 각도 분해능과 일치합니다.X-IFU와 관련된 아테나 과학 목표의 상당 부분은 가능한 가장 낮은 기구적 배경을 갖는 희미한 확장 소스(예: 부피 운동과 난류 또는 그 화학적 조성을 측정하기 위해 은하단의 뜨거운 가스)의 관찰에 의존한다.이는 주 초점 평면 어레이 아래에 두 번째 극저온 검출기를 추가하여 달성된다.이와 같이 입자와 같은 비 X선 이벤트는 두 검출기의 에너지를 동시에 검출하는 시간적 일치로 거부권을 행사할 수 있다.초점 평면 어레이, 센서 및 냉 프론트 엔드 전자 장치는 일련의 기계 냉각기에 의해 조립된 다단 극저온 체인에 의해 100mK 미만의 안정적인 온도에서 냉각되며, 계면 온도는 15K, 4K 및 300mK이며, 3He 흡착 냉각기와 결합된 서브 켈빈 냉각기는 사전 냉각됩니다.IC 소자 냉장고.교정 데이터는 목표 스펙트럼 분해능에 도달하기 위해 필요한 에너지 교정을 가능하게 하기 위해 변조된 X선 소스로부터의 각 관측치와 함께 수집된다.각 픽셀이 고해상도의 X선 스펙트럼을 제공하는 일체형 필드 유닛이지만, Athena 미러의 디포커스 기능은 포커스 빔을 수백 개의 센서에 분산시킬 수 있도록 합니다.따라서 X-IFU는 매우 밝은 X선 소스를 관찰할 수 있습니다.예를 들어 따뜻한 고온 은하간 매체에 존재하는 것으로 생각되는 바리온을 검출하기 위한 공칭 분해능, 밝은 감마선 폭발 잔광을 우주 거미줄을 통해 빛나는 배경 선원으로 사용하거나, 3-10 eV의 스펙트럼 분해능, 예를 들어 회전 측정 및 b의 바람과 유출을 특징짓기 위한 공칭 분해능을 사용할 수 있다.스펙트럼 시그니처가 가장 강한 에너지(5keV 이상)에서 오른쪽 X선 쌍성.

2018년 12월 X-IFU 컨소시엄이 ESA로부터 Athena에 대한 기기 조달 책임을 공식적으로 승인받았을 때, X-IFU 컨소시엄은 유럽 11개국(벨기에, 체코, 핀란드, 프랑스, 독일, 아일랜드, 이탈리아, 폴란드, 스위스)을 모았다.X-IFU 컨소시엄에는 50개 이상의 연구기관이 참여하고 있다.X-IFU의 주요 조사자는 툴루즈(IRAP-OMP, CNRS UT3-Paul Sabatier/CNES, 프랑스)의 천체물리학 및 행성학 연구소 연구소장 Didier Barret 박사입니다.Jan-Willem den Herder 박사(네덜란드 SRON)와 Luigi Piro 박사(이탈리아 INAF-IAPS)는 X-IFU의 공동 수석 조사관입니다.CNES는 프로젝트를 관리하고 X-IFU 컨소시엄을 대표하여 ES에 대한 문서 전달을 담당합니다.

아테나 과학 목표

"뜨겁고 에너지 넘치는 우주" 과학 주제는 천체물리학에 관한 두 가지 기본적인 질문을 중심으로 전개됩니다.일반적인 물질은 어떻게 오늘날 우리가 볼 수 있는 대규모 구조물에 결합되는가?그리고 블랙홀은 어떻게 성장하고 우주를 형성할까요?두 질문 모두 민감한 X선 우주 관측소를 통해서만 대답할 수 있습니다.과학적 성능의 조합은 유효 면적, 약한 선 민감도, 조사 속도 등 여러 매개변수 공간에서 기존 또는 계획된 X선 임무를 한 단계 이상 능가한다.Athena는 광범위한 천체에서 매우 민감한 측정을 수행할 것입니다.은하단 내 은하간 공간에 스며드는 뜨거운 플라즈마의 화학적 진화를 조사하고, 따뜻한-뜨거운 은하간 매질의 포착하기 어려운 관측 특성을 찾고, 전체 질량 스펙트럼에 걸쳐 축적된 블랙홀에서 분출된 강력한 유출을 조사하며, 호스트 은하에 미치는 영향과 이데올로기를 연구할 것입니다.블랙홀과 은하의 동시 우주론적 진화를 이해하는 데 중요한 활동 은하핵(AGN)의 비교적 드문 모집단의 상당한 표본을 규정한다.그 중에는 매우 모호하고 높은 적색 편이(z≥6) AGN이 있습니다.게다가, 아테나는 전 천문학계에 개방된 X선 관측소가 될 것이며, 현대 천체물리학의 거의 모든 분야에서 광범위한 발견을 제공할 준비가 되어 있을 것이며, 여전히 알려지지 않은 그리고 예기치 않은 현상의 큰 발견 가능성을 가지고 있을 것이다.이는 2030년대에 가동될 대규모 관측 시설의 선단에 대한 X선 기여도를 나타낸다(포함).SKA, ELT, ALMA, LISA...)

Athena 커뮤니티 오피스

Athena Science Study Team(ASST)은 ESA에 의해 할당된 태스크, 특히 "광범위한 과학계의 이익의 중심점"으로서의 ASST 역할 수행에 대한 지원을 얻기 위해 Athena Community Office(ACO)[18]를 설립했습니다.현재, 이 커뮤니티는 전 세계에 퍼져 있는 800명 이상의 회원으로 구성되어 있습니다.

ACO는 아테나 활동과 과학계 전반의 과학적 교류를 촉진하고 일반 대중에게 아테나 과학 목표를 전파하는 중심점이 되는 것을 의도하고 있습니다.ACO의 주요 업무는 세 가지 범주로 나눌 수 있다.

  • 그 지역 사회 노력에 대한 여러 측면에서 ASST을 지원하는 인스턴스를 아테나 과학 능력의 연구 세계에서 증진하는데, 헌장 및을 통해 도와 주는;Workshops 또는 ASST 문서 제작 지원은 화이트 Papers의 과학적 시너지를 파악을 포함Organisational 측면과 최적화,,. Athena 2030년대 초의 다른 관측 시설과 함께.
  • Athena 웹 포털 및 소셜 채널에서 뉴스레터, 간단한 뉴스, 주간 뉴스를 정기적으로 출시하여 Athena 커뮤니티에 프로젝트 상태를 알립니다.
  • 특히 관심 있는 커뮤니케이션 및 아웃리치 활동을 개발하는 것이 Athena 너겟입니다.

ACO는 칸타브리아 협회(CSIC-UC)가 이끌고 있다.ACO의 또 다른 기여자는 제네브 대학교, 막스 플랑크 외계물리학 연구소(MPE), 그리고 IRAP(L'Institute de Recherche en Astrophysique et Planettologie)입니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c d "Athena: Mission Summary". ESA. 2 May 2022. Retrieved 4 May 2022.
  2. ^ "The Athena X-ray Observatory: Community Support Portal". ESA. 8 March 2021. Retrieved 14 March 2021.
  3. ^ "ESA's new vision to study the invisible universe". ESA. 8 March 2021. Retrieved 14 March 2021.
  4. ^ "About ATHENA". ESA. 1 September 2019. Retrieved 14 March 2021.
  5. ^ "ESA Science & Technology: Athena to study the hot and energetic Universe". ESA. 27 June 2014. Retrieved 14 March 2021.
  6. ^ "Athena mission". Athena Community Office. Retrieved 10 November 2021.
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  18. ^ "The Athena Community Office Talk at the 2nd Athena conference, Palermo, Italy" (PDF). ACO home page. 26 September 2018. Retrieved 14 March 2021.

외부 링크