Explorador de sincronización de rayos X de Rossi

El Rossi X-ray Timing Explorer ( RXTE ) fue un satélite de la NASA que observó la variación temporal de las fuentes astronómicas de rayos X, llamado así en honor al físico Bruno Rossi . El RXTE tenía tres instrumentos: un Monitor de Cielo Completo, el Experimento de Sincronización de Rayos X de Alta Energía (HEXTE) y el Conjunto de Contadores Proporcionales. El RXTE observó rayos X de agujeros negros , estrellas de neutrones , púlsares de rayos X y estallidos de rayos X. Fue financiado como parte del programa Explorer y también fue llamado Explorer 69 .

El RXTE tenía una masa de 3200 kg (7100 lb) y fue lanzado desde Cabo Cañaveral el 30 de diciembre de 1995, a las 13:48:00 UTC , en un vehículo de lanzamiento Delta II . Su designador internacional es 1995-074A. ^[3]

La misión X-Ray Timing Explorer (XTE) tiene como objetivo principal estudiar los fenómenos espectrales temporales y de banda ancha asociados con los sistemas estelares y galácticos que contienen objetos compactos en el rango de energía de 2 a 200 KeV y en escalas de tiempo que van desde microsegundos hasta años. Los instrumentos científicos consisten en dos instrumentos apuntados, el Proportional Counter Array (PCA) y el High-Energy X-ray Timing Experiment (HEXTE), y el All Sky Monitor (ASM), que escanea más del 70% del cielo en cada órbita. Todo el tiempo de observación de XTE estuvo disponible para la comunidad científica internacional a través de una revisión por pares de las propuestas presentadas. XTE utilizó un nuevo diseño de nave espacial que permite operaciones flexibles a través de un apuntamiento rápido, altas velocidades de datos y recepción casi continua de datos en el Centro de Operaciones Científicas (SOC) en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard a través de un enlace de acceso múltiple al Sistema de Satélite de Seguimiento y Retransmisión de Datos (TDRSS). XTE era altamente maniobrable con una velocidad de giro de más de 6° por minuto. El PCA/HEXTE puede apuntar a cualquier punto del cielo con una precisión de menos de 0,1°, con un conocimiento del aspecto de alrededor de 1 minuto de arco . Los paneles solares giratorios permiten apuntar en dirección contraria al sol para coordinarse con las observaciones nocturnas terrestres. Dos antenas de alta ganancia orientables mantienen una comunicación casi continua con el TDRSS. Esto, junto con 1 GB (aproximadamente cuatro órbitas) de almacenamiento de datos de estado sólido a bordo, proporciona una mayor flexibilidad para programar las observaciones. ^[3]

• Cobertura de enlace de retorno de acceso múltiple (MA) TDRSS continua requerida excepto para la zona de exclusión: datos de ingeniería/mantenimiento en tiempo real y reproducción a 16 o 32 kbs - Reproducción de datos científicos a 48 o 64 kbs. ^[4]
• Requiere 20 minutos de contactos SSA con TDRSS alterno por órbita: Reproducción y tiempo real de datos de ingeniería y mantenimiento a 32 kbs - Reproducción de datos científicos a 512 o 1024 kbs.
• Para el lanzamiento y la contingencia, se requiere ingeniería y mantenimiento en tiempo real TDRSS MA/SSA a 1 kbs.
• La tasa de error de bits deberá ser inferior a 1 en 10E8 para al menos el 95% de las órbitas.

El Monitor de Todo el Cielo (ASM) proporcionó cobertura de rayos X de todo el cielo, con una sensibilidad de un pequeño porcentaje de la intensidad de la Nebulosa del Cangrejo en un día, con el fin de proporcionar tanto alarmas de llamaradas como registros de intensidad a largo plazo de fuentes de rayos X celestiales. ^[5] El ASM consistió en tres cámaras de sombra de gran angular equipadas con contadores proporcionales con un área de recolección total de 90 cm2 ⁽ 14 pulgadas cuadradas). Las propiedades instrumentales fueron: ^{[6] [7]}

• Rango de energía: 2–12 keV;
• Resolución temporal: observa el 80% del cielo cada 90 minutos;
• Resolución espacial: 3' × 15';
• Número de cámaras de sombra: 3, cada una con campo de visión de 6° × 90°;
• Área de recolección: 90 cm2 ⁽ 14 pulgadas cuadradas);
• Detector: Contador proporcional de xenón , sensible a la posición;
• Sensibilidad: 30 mCrab .

Fue construido por el CSR del Instituto Tecnológico de Massachusetts . El investigador principal fue el Dr. Hale Bradt.

El experimento de sincronización de rayos X de alta energía (HEXTE) es un conjunto de centelleadores para el estudio de los efectos temporales y temporales/espectrales de la emisión de rayos X duros (20 a 200 keV) de fuentes galácticas y extragalácticas. ^[8] El HEXTE constaba de dos grupos, cada uno de los cuales contenía cuatro detectores de centelleo de foswich . Cada grupo podía "oscilar" (cambiar el haz) a lo largo de direcciones mutuamente ortogonales para proporcionar mediciones de fondo a 1,5° o 3,0° de distancia de la fuente cada 16 a 128 segundos. Además, la entrada se muestreaba a 8 microsegundos para detectar fenómenos que variaban con el tiempo. Se proporcionaba un control automático de ganancia mediante el uso de un²⁴¹
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fuente radiactiva montada en el campo de visión de cada detector. Las propiedades básicas del HEXTE eran: ^[9]

• Rango de energía: 15–250 keV;
• Resolución energética: 15% a 60 keV;
• Muestreo de tiempo: 8 microsegundos;
• Campo de visión: 1° FWHM ;
• Detectores: 2 grupos de 4 contadores de centelleo NaI/CsI ;
• Área de recolección: 2 × 800 cm ² (120 pulgadas cuadradas);
• Sensibilidad: 1-Cangrejo = 360 cuentas/segundo por grupo HEXTE;
• Antecedentes: 50 cuentas por segundo por grupo HEXTE.

El HEXTE fue diseñado y construido por el Centro de Astrofísica y Ciencias Espaciales (CASS) de la Universidad de California en San Diego . El investigador principal del HEXTE fue el Dr. Richard E. Rothschild.

El conjunto de contadores proporcionales (PCA) proporciona aproximadamente 6.500 cm2 ⁽ 1.010 pulgadas cuadradas) de área de detección de rayos X, en el rango de energía de 2 a 60 keV, para el estudio de los efectos temporales/espectrales en la emisión de rayos X de fuentes galácticas y extragalácticas. ^[10] El PCA era un conjunto de cinco contadores proporcionales con un área de recolección total de 6.500 cm2 ⁽ 1.010 pulgadas cuadradas). Las propiedades instrumentales eran: ^[11]

• Rango de energía: 2–60 keV;
• Resolución energética: <18% a 6 keV;
• Resolución temporal: 1 μs
• Resolución espacial: colimador con 1° (FWHM);
• Detectores: 5 contadores proporcionales;
• Área de recolección: 6.500 cm2 ⁽ 1.010 pulgadas cuadradas);
• Capas: 1 veto de propano ; 3 de xenón , cada uno dividido en dos; 1 capa de veto de xenón;
• Sensibilidad: 0,1-mCrab;
• Antecedentes: 90-mCrab.

El PCA está siendo construido por el Laboratorio de Astrofísica de Altas Energías (LHEA) en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard . El investigador principal fue Jean Swank . ^[11]

Las observaciones del Rossi X-ray Timing Explorer se han utilizado como prueba de la existencia del efecto de arrastre de marco predicho por la teoría de la relatividad general de Einstein . Los resultados del RXTE se han utilizado, hasta finales de 2007, en más de 1400 artículos científicos.

En enero de 2006, se anunció que se había utilizado a Rossi para localizar un candidato a agujero negro de masa intermedia llamado M82 X-1 . ^[12] En febrero de 2006, se utilizaron datos de RXTE para demostrar que el resplandor difuso de rayos X de fondo en nuestra galaxia proviene de innumerables enanas blancas no detectadas previamente y de las coronas de otras estrellas . ^[13] En abril de 2008, se utilizaron datos de RXTE para inferir el tamaño del agujero negro más pequeño conocido. ^[14]

RXTE cesó sus operaciones científicas el 12 de enero de 2012. ^[15]

Los científicos de la NASA dijeron que el RXTE fuera de servicio volvería a entrar en la atmósfera de la Tierra "entre 2014 y 2023" (30 de abril de 2018). ^[16] Más tarde, se hizo evidente que el satélite volvería a entrar a fines de abril o principios de mayo de 2018, ^[17] y la nave espacial cayó fuera de órbita el 30 de abril de 2018. ^[18]

• Lista de telescopios espaciales de rayos X
• Explorador de la composición interior de las estrellas de neutrones (NICER, lanzado en junio de 2017 y acoplado a la ISS)

• Proyecto Rossi X-Ray Timing Explorer del MIT
• Sitio de la misión RXTE de la NASA
• Vídeo documental
• Variaciones en el cielo en rayos X por RXTE (1997)
• RXTE revela los núcleos nublados de las galaxias activas