مهمة التصوير الطيفي بالأشعة السينية

مهمة التصوير الطيفي بالأشعة السينية ( XRISM ، تُنطق "كريسم" ^{[ 3 ]} أو "كريز-إم" ^{[ 4 ]} كما لو أن حرف X هو حرف "خي ") هي تلسكوب فضائي للأشعة السينية . وهي مهمة تابعة لوكالة استكشاف الفضاء اليابانية (JAXA) بالشراكة مع وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية ( ESA) ، وتهدف إلى دراسة تجمعات المجرات ، والتدفقات الخارجة من نوى المجرات ، والمادة المظلمة . ^{[ 5 ] [ 6 ]}

يُعدّ XRISM مركبة فضائية من الجيل التالي لعلم الفلك بالأشعة السينية ، خلفًا لمرصد تشاندرا للأشعة السينية ومرصد XMM-Newton . ^{[ 2 ] [ 7 ]} يهدف XRISM إلى سدّ فجوة في القدرات الرصدية بين التقاعد المتوقع لتلك التلسكوبات القديمة للأشعة السينية والإطلاق المستقبلي للتلسكوب المتقدم لفيزياء الطاقة العالية (ATHENA). كان من المفترض أن يسدّ تلسكوب هيتومي للأشعة السينية هذه الفجوة، لكنه دمّر نفسه بعد أسابيع قليلة من إطلاقه في عام 2016. ^{[ 2 ] [ 7 ]} يحلّ XRISM محلّ هيتومي في سدّ الفجوة الرصدية المتوقعة.

خلال مرحلة التصميم الأولية، عُرف مشروع XRISM باسم " خليفة ASTRO-H " أو " ASTRO-H2 ". بعد فقدان هيتومي، استُخدم اسم " مهمة استعادة علم الفلك بالأشعة السينية " ( XARM )، حيث يشير حرف R في الاختصار إلى استعادة قدرات هيتومي. وتم تغيير الاسم إلى XRISM في عام 2018 عندما بدأت وكالة استكشاف الفضاء اليابانية (JAXA) رسميًا بتشكيل فريق المشروع. ^{[ 8 ]}

مع تقاعد مرصد سوزاكو في سبتمبر 2015، وتشغيل أجهزة الكشف على متن مرصد تشاندرا للأشعة السينية ومرصد إكس إم إم نيوتن لأكثر من 15 عامًا وبدء تقادمها تدريجيًا، فإن تعطل مرصد هيتومي يعني أن علماء الفلك المتخصصين في الأشعة السينية سيواجهون فترة انقطاع دامت 13 عامًا في رصد الأشعة السينية اللينة، حتى إطلاق مرصد أثينا في عام 2035. ^{[ أ ] [ 2 ] [ 7 ] [ 9 ]} وسيؤدي ذلك إلى انتكاسة كبيرة للمجتمع الدولي، ^{[ 10 ]} حيث كان من المقرر أن تبدأ الدراسات التي تُجرى بواسطة مراصد واسعة النطاق بأطوال موجية أخرى، مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي وتلسكوب الثلاثين مترًا ، في أوائل العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين، في حين لن يكون هناك تلسكوب لتغطية الجزء الأكثر أهمية من علم فلك الأشعة السينية. ^{[ 2 ] [ 7 ]} كما أن نقص البعثات الجديدة قد يحرم علماء الفلك الشباب من فرصة اكتساب خبرة عملية من خلال المشاركة في مشروع. ^{[ 2 ] [ 7 ]} إلى جانب هذه الأسباب، أصبح الدافع لاستعادة العلوم التي كانت متوقعة من نتائج مهمة هيتومي ، هو الأساس المنطقي لبدء مشروع XRISM . وقد أوصى بمشروع XRISM كلٌ من المجلس الاستشاري للبحوث والإدارة التابع للجمعية الدولية لعلوم الفضاء (ISAS)، وجمعية الفيزياء الفلكية عالية الطاقة في اليابان، واللجنة الفرعية للفيزياء الفلكية التابعة لناسا، ولجنة العلوم التابعة لناسا، والمجلس الاستشاري لناسا. ^{[ 7 ] [ 11 ]}

مع إطلاقه الناجح في سبتمبر 2023، ^{[ 1 ]} من المتوقع أن يغطي تلسكوب XRISM العلوم التي فُقدت مع تلسكوب هيتومي ، مثل تكوين بنية الكون، وتأثيرات المجرات/نوى المجرات النشطة، وتاريخ دوران المواد من النجوم إلى عناقيد المجرات. ^{[ 6 ]} كما سيتولى التلسكوب الفضائي دور هيتومي كنموذج تجريبي لتلسكوب أثينا (ATHENA) الأوروبي المتقدم لفيزياء الطاقة العالية . [9] [12] [13] وتشارك في هذه المهمة عدة وكالات فضاء، بما في ذلك ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية (ESA). [14] في اليابان، يقود المشروع قسم معهد علوم الفضاء والملاحة الفضائية (ISAS) التابع لوكالة استكشاف ^{الفضاء اليابانية ( JAXA ) ، بينما يقود مشاركة} الولايات المتحدة مركز غودارد لرحلات ^{الفضاء ( GSFC} ) التابع لناسا . ومن المتوقع أن تبلغ مساهمة الولايات المتحدة حوالي 80 مليون دولار أمريكي، وهو ما يعادل تقريبًا مساهمة الولايات المتحدة في مشروع هيتومي . ^{[ 15 ] [ 16 ]}

التغييرات من هيتومي

تُعدّ مهمة التصوير الطيفي بالأشعة السينية من أوائل مشاريع ISAS التي تُعيّن لها مدير مشروع (PM) وباحث رئيسي (PI) منفصلان. ويأتي هذا ضمن إصلاحات ISAS في إدارة المشاريع لمنع تكرار حادثة هيتومي . ^{[ 7 ]} في مهام ISAS التقليدية، كان مدير المشروع مسؤولاً أيضاً عن مهام تُسند عادةً إلى الباحثين الرئيسيين في مهام ناسا.

بينما امتلك مرصد هيتومي مجموعة من الأجهزة تغطي نطاقًا واسعًا من الأشعة السينية اللينة إلى أشعة غاما اللينة، يركز مرصد XRISM على جهاز Resolve (المكافئ لمطياف الأشعة السينية اللينة في هيتومي)، [ 17 ^{] بالإضافة إلى} جهاز Xtend (SXI)، الذي يتمتع بتوافق كبير مع Resolve. ^{[ 18 ]} وقد بُرِّرَ الاستغناء عن تلسكوب الأشعة السينية الصلبة بإطلاق قمر ناسا الصناعي NuSTAR عام 2012 ، والذي لم يكن موجودًا عند وضع تصميم هيتومي (الذي كان يُعرف آنذاك باسم تلسكوب الأشعة السينية الجديد، NeXT). ^{[ 19 ] [ ب ]} تتشابه الدقة المكانية والطاقية لـ NuSTAR مع أجهزة الأشعة السينية الصلبة في هيتومي . ^{[ 19 ]} وبمجرد بدء تشغيل XRISM ، ستكون الملاحظات التعاونية مع NuSTAR ضرورية على الأرجح. ^{[ 6 ]} وفي الوقت نفسه، لوحظت القيمة العلمية لحدود عرض نطاق الأشعة السينية اللينة والصلبة؛ لذلك، يجري النظر في خيار ترقية أجهزة مرصد XRISM لتكون قادرة جزئيًا على رصد الأشعة السينية الصلبة. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

في عام 2017، تم اقتراح تلسكوب للأشعة السينية الصلبة بقدرات تفوق قدرات تلسكوب هيتومي. ^{[ 20 ]} يُعد تلسكوب FORCE الفضائي (التركيز على الكون النسبي والتطور الكوني) مرشحًا لمهمة ISAS التنافسية القادمة من الفئة المتوسطة. في حال اختياره، سيتم إطلاق FORCE بعد منتصف العقد الحالي، بهدف إجراء عمليات رصد متزامنة مع تلسكوب أثينا. ^{[ 20 ] [ 6 ]}

بعد الإنهاء المبكر لمهمة هيتومي ، أعلنت وكالة استكشاف الفضاء اليابانية (جاكسا) في 14 يونيو 2016 عن اقتراحها لإعادة بناء القمر الصناعي. ^{[ 21 ]} شُكِّل فريق الإعداد لمشروع XARM في أكتوبر 2016. ^{[ 22 ]} أما في الولايات المتحدة، فقد بدأت عملية الصياغة في صيف 2017. ^{[ 5 ]} وفي يونيو 2017، أعلنت وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) مشاركتها في مشروع XARM كمهمة فرصة. ^{[ 14 ]}

يحمل القمر الصناعي XRISM جهازين لدراسة نطاق طاقة الأشعة السينية اللينة، وهما Resolve وXtend. ويحتوي القمر على تلسكوبين منفصلين لكل جهاز، هما SXT-I (تلسكوب الأشعة السينية اللينة للتصوير) وSXT-S (تلسكوب الأشعة السينية اللينة للمطياف). ^{[ 7 ]} يبلغ البعد البؤري لكل من التلسكوبين 5.6 متر (18 قدمًا) . ^{[ 2 ]}  

أطلقت وكالة استكشاف الفضاء اليابانية (جاكسا) المركبة الفضائية XRISM في 6 سبتمبر 2023 الساعة 23:42 بالتوقيت العالمي المنسق (7 سبتمبر الساعة 08:42 بتوقيت اليابان القياسي) باستخدام صاروخ H-IIA من مركز تانيغاشيما الفضائي . وتم وضع XRISM بنجاح في مداره في نفس اليوم، وبدأت حمولة الإطلاق المصاحبة، SLIM ، رحلتها التي استغرقت عدة أشهر إلى القمر. ^{[ 1 ]}

لم يفتح الغطاء الواقي الموجود فوق كاشف جهاز Resolve. هذا لا يمنع الجهاز من العمل، ولكنه يحد من قدرته على رصد الأشعة السينية ذات الطاقة1800 إلكترون فولت  وما فوق، على عكس المخطط له300  إلكترون فولت . ^{[ 27 ] [ 28 ]}

• سوزاكو
• قائمة تلسكوبات الأشعة السينية الفضائية
• علم الفلك بالأشعة السينية

• الموقع الرسمي لـ XRISM
• مهمة التصوير الطيفي بالأشعة السينية (XRISM) في وكالة استكشاف الفضاء اليابانية (JAXA )
• مهمة التصوير الطيفي بالأشعة السينية في مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا
• ما وراء فقدان هيتومي (باللغة اليابانية)