Op 28 februari 2025 beëindigt de gammastraling-telescoop van het Europees ruimteagentschap ESA zijn waarnemingen. Gedurende zijn 22 jaar in de ruimte heeft Integral onze kijk op de meest dramatische gebeurtenissen in het heelal veranderd. Het hoogenergetische observatorium speelde een centrale rol bij het onthullen van de aard van de kosmische explosies die bekend staan als gammastraal-uitbarstingen en bij het blootleggen van de oorsprong van zwaartekrachtgolf gebeurtenissen. Onlangs heeft het unieke inzichten opgeleverd in hoe thermonucleaire ontploffingen straalstromen in neutronensterren aandrijven en heeft het de gigantische vlam van een extragalactische magnetar vastgelegd.
ESA's Integral werd op 17 oktober 2002 gelanceerd vanaf het Baikonur Cosmodrome in Kazachstan, op een missie om de steeds veranderende, krachtige en extreme kosmos te observeren. “Al meer dan twintig jaar laat Integral ons keer op keer zien hoe belangrijk het is om naar de hemel te kijken in gammastraling,” zegt Jan-Uwe Ness, ESA's Integral Project Scientist. “Sommige lichtuitbarstingen die geassocieerd worden met extreme fysische gebeurtenissen in ons heelal kunnen alleen volledig worden begrepen als we de stralen opvangen die uit de kern van de uitbarstingen komen: de gammastralen.” In tegenstelling tot zichtbaar en radiolicht uit de ruimte, dat we vanaf de grond kunnen waarnemen, kunnen kosmische gammastralen alleen in de ruimte worden opgevangen. Dit komt omdat de atmosfeer van de aarde als een schild fungeert om ons tegen deze schadelijke straling te beschermen.
“Integral heeft ons begrip van het dynamische hoogenergetische heelal en de fysica onder extreme omstandigheden veranderd,” voegt Prof. Carole Mundell, ESA Director of Science, toe. “Het feit dat het ruimtevaartuig en de instrumenten van Integral al zoveel jaren uitstekend presteren, is een bewijs van de kwaliteit van de technologie die rond de millenniumwisseling door de Europese wetenschappelijke gemeenschap en ruimtevaartindustrie is ontwikkeld, en van de wetenschappelijke en technische teams bij ESA die deze missie sindsdien hebben uitgevoerd. Felicitaties aan al onze gemeenschappen voor hun toewijding en prestaties.”
Mysteries oplossen en nieuwe wegen inslaan
De waarnemingen van Integral hebben een sleutelrol gespeeld bij het oplossen van de mysteries van gammastraal uitbarstingen (GRB's), de krachtige flitsen van energetisch licht die ongeveer één keer per dag ergens aan de hemel opflakkeren. Deze flitsen schijnen vaak helderder dan alle andere gammastraalbronnen samen. Tegenwoordig traceren wetenschappers de oorsprong van 'langere' GRB-gebeurtenissen die enkele seconden duren, in de ineenstorting van massieve sterren die supernova worden, terwijl kortere uitbarstingen het gevolg zijn van zwarte gaten en neutronensterren die tegen elkaar botsen.
“Wat ik indrukwekkend vind aan Integral zijn de onverwachte ontdekkingen,” merkt Jan-Uwe op. “Het bleek dat Integral ideaal was voor taken die helemaal niet voorzien waren toen de missie werd bedacht. Een voorbeeld is de mogelijkheid om de bronnen aan de hemel op te sporen die sommige van de zwaartekrachtgolven en neutrino's met ultrahoge energie hebben voortgebracht die door gespecialiseerde instrumenten op de grond zijn opgevangen.” Ten tijde van de lancering van Integral wisten wetenschappers niet eens zeker of zwaartekrachtgolven ooit direct gedetecteerd zouden kunnen worden; de eerste waarneming van deze ongrijpbare rimpelingen in ruimtetijd werd 13 jaar na de lancering van Integral gedaan door de LIGO zwaartekrachtgolfdetectoren in de VS, in 2015.
“Alleen al in de afgelopen twee jaar stond ik versteld van spannende nieuwe resultaten. Integral ving de krachtigste gammaflits op die ooit is waargenomen en de explosie raakte de beschermende ozonlaag van de atmosfeer,” vervolgt Jan-Uwe. “Deze GRB vond plaats in een sterrenstelsel op bijna twee miljard lichtjaar afstand, het is verbijsterend om te bedenken dat de aarde kan worden beïnvloed door een gebeurtenis die twee miljard jaar geleden plaatsvond in een uithoek van het heelal.” Twee andere recente ontdekkingen richten zich op een extreem zeldzame magnetar-uitbarsting van 0,1 seconde die net zoveel energie uitstraalde als onze zon in een half miljoen jaar produceert, en de ontdekking dat thermonucleaire explosies straalstromen in een neutronenster aandrijven.
Scherpe gammastraal-ogen
Ten tijde van de lancering was Integral het meest geavanceerde observatorium voor gammastraling en het eerste ruimteobservatorium dat in staat was om hemellichamen tegelijkertijd in gammastraling, röntgenstraling en zichtbaar licht te zien. Drie kenmerken van de Integral-instrumentatie hebben deze vele ontdekkingen mogelijk gemaakt: een zeer groot gezichtsveld dat ongeveer 900 vierkante graden van de hemel beslaat in de meest energetische röntgen- en gammastralen; de mogelijkheid om tegelijkertijd gedetailleerde beelden en spectra te verkrijgen bij de hoogste energieën; de controlecapaciteit van de röntgen- en optische camera's om de gammabronnen te helpen lokaliseren.
Afbouwen
“Na 2886 banen en 22 jaar turen in de diepten van onze kosmos, stoppen de gevoelige instrumenten van Integral vandaag met het verzamelen van wetenschappelijke gegevens. Maar de nalatenschap van ESA's gammastraalobservatorium zal wetenschappers nog vele jaren van dienst zijn,” concludeert Matthias Ehle, missiemanager van Integral bij ESA. “De schat aan gegevens die in twee decennia is verzameld, zal worden opgeslagen in het Integral Science Legacy Archive. Het zal essentieel zijn voor toekomstig onderzoek en om een nieuwe generatie astronomen en ingenieurs te inspireren om spannende nieuwe missies te ontwikkelen.” Na het einde van de wetenschappelijke observaties zal het ruimtevaartuig nog vier jaar in een baan om de aarde blijven cirkelen. ESA-technici zullen de satelliet in de gaten houden tot hij begin 2029 weer in de atmosfeer terugkeert. Dankzij een speciale viervoudige brandstoftoevoer die in 2015 werd uitgevoerd, zal de satelliet in de atmosfeer komen volgens de belofte van ESA.
Illustratie: ESA
Bron: ESA
