DTU Space står bag teknologier til mission, som NASA netop har udvalgt til gennemførelse. Missionen skal afsløre fysikken bag neutronstjerner og demonstrere en banebrydende ny teknologi til at navigere i det ydre rum.
NASA har netop valgt NICER / SEXTANT missionen til at blive fuldført og sendt op til ISS i 2017. DTU Space står med professor John Leif Jørgensen i spidsen bag flere kerneteknologier på missionen og samtidig skal seniorforsker Jérôme Chenevez være med til at definere det videnskabelige indhold i missionen.
Neutronstjerner giver ny forståelse af universet
NICER (Neutron-star Interior Composition Explorer) er et stort røntgen-teleskop, der skal se på blød røntgenstråling fra hurtigt-roterende neutronstjerner, de såkaldte pulsarer. Neutronstjerner er små, men ualmindeligt tætte stjerner, der ifølge teorierne kun består af neutronium. En stjerne på størrelse med Paris, vil have en masse flere gange større end Solens.
Ved hjælp af 56 røntgenteleskoper i et kompakt bundt skal NICER kigge efter pulsarernes røntgenstråling og skal som den første karakterisere tætheden af neutronstjernerne.
”Neutronium er presset sammen til noget så kompakt, at vi ikke kender det fra vores eget solsystem. Neutronstjerner er en mellemting mellem fast stof og et sort hul. Derfor er det interessant at få karakteriseret, hvor tæt stoffet er; der er nemlig stor uenighed blandt fysikere,” fortæller en af forskerne bag den nye mission, professor John Leif Jørgensen, der er afdelingsleder for Måling og Instrumentering på DTU Space.
”Viden om neutroniums tilstand giver os information om Big Bang, stjerners indre og hvor stor en stjerne skal være for at lave et sort hul, når den dør. Denne nye mission kan give os en forståelse af Universet, som vi ikke har i dag,” understreger han.
Pulserende stjerne som rum-GPS
Pulsarer er en meget stabil energikilde, der pulserer røntgenstråling med så stor præcision, at de faktisk er nogle af verdens bedste tidsmålere. Fra pulsarers magnetiske poler udsendes stråler af røntgenlys, der følger stjernens rotation rundt. Fra Jorden ses lyset som små glimt, når lyset rammer i vores retning – ligesom når et fyrtårn lyser rundt.
NICER/SEXTANT skal studere pulsarer som denne Vela pulsar 1000 lysår fra Jorden. Kilde: NASA/CXC/University of Toronto/M. Durant, et al.
Deres pulseren er lige så præcise som et atomur. Derfor kan de bruges til navigation i det ydre rum, meget på samme måde som vi bruger GPS til navigation her på Jorden. Det er formålet med den anden halvdel af missionen, SEXTANT (Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology).
Men hvor GPS kun har lokal dækning her omkring Jorden, har pulsarer universel dækning. Så når rumskibe i fremtiden skal sendes på missioner til fjerne stjerner, kan de bruge pulsarer til at navigere i det ydre rum.
Røntgen skal bruges til kommunikation
Derudover kan NICER bruges til at kommunikere over solsystemets grænser.
”Røntgen har en meget kort bølgelængde på få nanometer. Det betyder, at lyset ikke spredes så meget, som det gør ved lavere frekvenser. Hvis vi sætter en røntgenkilde på et rumskib, kan vi bruge NICER til at teste, hvordan vi kan kommunikere ved hjælp af røntgen,” fortæller John Leif Jørgensen.
Røntgen vil være den eneste mulige måde at kommunikere med Jorden fra fjerne stjerner.
Data allerede i 2017
Det har stor betydning, at DTU Space med John Leif Jørgensen og seniorforsker Jérôme Chenevez i spidsen er blevet udvalgt til missionen.
“Det er fed teknologi og videnskab, som vi allerede i 2017 får data fra. Vi er blevet udvalgt efter konkurrence med 20 andre missioner, så det er ret stort,” siger John Leif Jørgensen.
Arbejdet med NICER/SEXTANT kommer til at ske i samarbejde mellem afdelingerne Måling & Instrumentering og Astrofysik.