NewAthena
New Advanced Telescope for High-ENergy Astrophysics
NewAthena is een vlaggenschip van ESA op het gebied van röntgenobservatoria en betekent een enorme sprong voorwaarts in gevoeligheid, spectroscopie en onderzoeksmogelijkheden ten opzichte van bestaande faciliteiten. Het zal veel open vragen in de moderne astrofysica beantwoorden, waaronder het gedrag van extreem dichte materie in neutronensterren, de fysica van accretie en uitstoot op superzware zwarte gaten en de impact op hun gastheelal, en de eigenschappen van diffuus intergalactisch plasma dat het grootschalige kosmische web vult. Nederland levert een belangrijke bijdrage aan de telescoopspiegel en aan de X-ray Integral Field Unit, de eerste röntgenbeeldcamera met hoge spectrale gevoeligheid die in de ruimte wordt gebruikt.
Infrastructuur en gebruikersdiensten
De NewAthena-missie omvat één innovatieve röntgentelescoopspiegel en twee instrumenten op het brandvlak: een breedbeeld röntgencamera (WFI) en een röntgen-integral field unit (XIFU) spectrometer. Dit wordt de eerste röntgentelescoop met een effectief spiegeloppervlakte van meer dan één vierkante meter, dankzij de nieuwe siliciumporiënoptica die is ontwikkeld bij Cosine in Nederland. Bovendien leidt NWO-I/SRON de bouw van de brandpuntsvlakassemblage voor de XIFU. Met meer dan 1500 pixels met hoge spectrale resolutie zal de NewAthena XIFU de eerste camera zijn die in staat is tot nauwkeurige spectrale kartering in het röntgengebied. De telescoop zal naar verwachting na de lancering in 2039 minstens vijf jaar in bedrijf zijn, hoewel de ervaring met eerdere satellieten zoals Chandra en XMM-Newton (die 25 jaar na de lancering nog steeds actief zijn) heeft aangetoond dat dit aanzienlijk kan worden verlengd.
Gebruikers in Nederland zullen op drie manieren toegang hebben tot NewAthena-gegevens. Ten eerste door observatievoorstellen in te dienen die eenmaal per jaar door een peer review-panel worden beoordeeld en geselecteerd. Ten tweede via de gegarandeerde tijd die aan alle bijdragende partijen (waaronder Nederland) wordt toegewezen in ruil voor de investeringen in de bouw van hardware voor de missie. Ten derde via het ESA-archief, waar alle NewAthena-gegevens openbaar worden gemaakt (na een eerste periode van 1 jaar waarin de observaties alleen beschikbaar zijn voor het team dat het voorstel heeft ingediend).
Voorbeelden/beschrijving van het soort onderzoek
Röntgenfotonen zijn uitstekende tracers van omgevingen met hoge temperaturen en/of sterke zwaartekracht, zoals bijvoorbeeld zwarte gaten of grote overdensiteiten van donkere materie. Door een verbetering van een orde van grootte in ruimtelijk-spectrale kartering en gevoeligheid ten opzichte van bestaande telescopen, stelt NewAthena gebruikers in staat om veel open vragen in de moderne astrofysica te beantwoorden, waaronder:
• Hoe beïnvloedt het stralingsveld van sterren de bewoonbaarheid van planetaire systemen, en hoe wordt het op zijn beurt beïnvloed door de aanwezigheid van nabije planeten?
• Wat is de toestandsvergelijking die materie in neutronensterren reguleert?
• Wat is de oorsprong van de hoogenergetische processen in de directe omgeving van zwarte gaten?
• Hoe produceren supernova-explosies het mengsel van chemische elementen dat we in het lokale heelal meten? Hoe zijn metalen verdeeld over de kosmos?
• Wat drijft de kosmologische co-evolutie van sterrenstelsels en superzware zwarte gaten?
• Hoe beïnvloedt feedback van sterren en zwarte gaten de grootschalige verdeling van intergalactisch gas?
• Hoe ontstaan en evolueren grootschalige structuren in het universum? Welke fysica bepaalt hun gehalte aan heet gas?
• Wat is de astrofysische aard van de meest voorkomende hemelse bronnen van neutrino's en zwaartekrachtgolven?
De nieuwe waarnemingen van Athena zullen een aanvulling vormen op de gegevens die de komende vijftien jaar worden verzameld door faciliteiten die werken met andere elektromagnetische golflengten of die gebruikmaken van multimessengersignalen zoals neutrino's of zwaartekrachtgolven.
Hoe krijgt u toegang tot de infrastructuur?
De gegevens worden van de telescoop naar de aarde gedownload en verwerkt, waarna ze voor gebruikers beschikbaar komen via het speciale ESA-archief.