Chandra

Amerikaanse ruimtetelescoop met Nederlandse spectrometers voor röntgenstraling.

Chandra röntgensatelliet
Chandra röntgensatelliet

De Chandra ruimtetelescoop is een röntgensatelliet die in een hoge elliptische baan om de aarde draait. Deze satelliet speurt met zijn oog de zeer hete regionen van het heelal af op zoek naar pulsars, quasars, zwarte gaten, donkere materie, kernen van sterrenstelsels en restanten van supernova's. Omdat de atmosfeer röntgenstraling absorbeert moet Chandra op grote afstand van de aarde, tot wel 140.00 km, ronddraaien. In het Smithsonian's Astrophysical Observatory in Cambridge huist het Chandra X-ray Center. Daar wordt de satelliet aangestuurd, data verzameld en gegevens verspreid onder wetenschappers. Chandra is in juli 1999 door NASA de ruimte in gestuurd. De ruimtelescoop heeft een belangrijke Nederlandse inbreng omdat een van de instrumenten in ons land gebouwd is.

Röntgenstraling

In het heelal zijn niet alle objecten voor het oog zichtbaar. Veel niet zichtbare objecten zenden echter wel straling uit: röntgenstraling. Röntgenstraling heeft een hoge energiewaarde en het zijn daarom de hete objecten die deze straling uitzenden. Omdat de dampkring de röntgenstraling absorbeert, kunnen we deze alleen opvangen buiten onze dampkring. Röntgenspectra van objecten vertellen ons iets over de chemische samenstelling, druk, temperatuur en snelheden van de materie.

Baan om de aarde

Chandra is door de Space Shuttle Columbia in een baan om de aarde gebracht. Vervolgens heeft de telescoop zichzelf met behulp van stuwraketten naar een hoge elliptische baan gebracht. Deze baan, met een omloop van ongeveer 64 uur en een maximale afstand van één derde van de afstand aarde-maan, maakt het mogelijk om 55 uur ononderbroken observaties uit te voeren. Daarna schuift de satelliet achter de aarde langs of belandt in de Van Allen gordel van de aarde die vol zit met geladen deeltjes die de waarnemingen verstoren. Voor de stroomvoorziening zijn aan weerzijde van de satelliet twee zonnepanelen bevestigd. Chandra verbruikt slechts 2 kilowatt per uur, evenveel als een haardroger. In de buis bevindt zich een spiegel die de straling focust op sensoren die zich aan de achterkant van de buis bevinden. De buis kan worden afgesloten met een klep om de gevoelige instrumenten te beschermen als dat nodig mocht zijn.

Spiegels

Bij een röntgentelescoop is het door de hoge energetische waarde van de röntgenstraling niet mogelijk een schotelvormige lens te gebruiken zoals bij optische telescopen. Röntgenstralen worden namelijk niet door zo'n schotelvormige lens afgebogen. Een röntgentelescoop focust straling dan ook op een andere manier. De straling wordt geleid door concentrische spiegels die licht gerond zijn. De röntgenstralen kunnen zo wel worden afgebogen en gefocust op achtergelegen instrumentatie. Chandra is uitgerust met vier van deze concentrische spiegels. De kracht van Chandra zit hem in de zeer hoge nauwkeurigheid waarop de spiegels zijn geslepen. Straling dringt bijna parallel de spiegels binnen, dus hoe minder oneffenheden in het oppervlak van de spiegels, des te meer stralen er correct worden afgebogen.

Instrumenten

In het benedenvlak van de telescoop, tien meter achter de spiegels, valt het röntgenlicht op één van twee camera’s: de CCD Imaging Spectrometer (ACIS) of de High Resolution Camera (HRC). Hier worden het aantal, de positie, de energie en de exacte tijd van binnenvallende straling geregistreerd. Chandra is ook uitgerust met de High- en Low Energy Transmission Grating Spectrometers (HETGS en LETGS). Dit zijn transmissietralies die net achter de spiegels geplaatst kunnen worden en straling energie-afhankelijk afbuigen. Deze spectrometers maken het mogelijk om bijvoorbeeld een bepaald chemisch element of temperatuurfluctuaties te bekijken. De LETGS wordt gebruikt voor zachte röntgenstraling van 0,07 - 2 keV. Deze spectrometer is ontwikkeld door SRON Netherlands Institute for Space Research en is het enige onderdeel van de telescoop dat niet in de VS is ontwikkeld.
De HETGS wordt gebruikt voor het meten van straling met een energiebereik van 0,4 - 10 keV.

Professor Chandra

De Chandra telescoop dankt zijn naam aan een van de meest vooraanstaande astrofysici uit de 20e eeuw: Subrahmanyan Chandrasekhar, beter bekend als 'Chandra'. In 1983 heeft Chandra de Nobelprijs ontvangen voor zijn theoretische studies over het belang van fysische processen bij de evolutie van sterren.

Belangrijke ontdekkingen

Chandra heeft op verschillende gebieden voor belangrijke ontdekkingen gezorgd. Zo heeft de telescoop informatie geleverd over de groei van zwarte gaten, en beelden gemaakt van spectaculaire gloeiende resten van ontplofte sterren. Chandra heeft waarnemingen gedaan in de regio rond het superzware zwarte gat in het centrum van onze Melkweg, en zwarte gaten in het heelal gevonden. Ook heeft Chandra gesuggereerd dat de dichtheid van donkere materie wel eens constant zou kunnen zijn en heeft de teles coop röntgenstraling gedetecteerd bij een bruine dwerg.

Links

Chandra-website