Till innehåll på sidan

Vill utveckla ett rymdteleskop som kan studera gammablixtar från svarta hål

Svart hål.
Publicerad 2025-01-07

Svarta hål har länge fascinerat människan och väckt nyfikenhet kring kosmos och vetenskap. Svarta hål skapas när en massiv stjärna kollapsar in i sig själv och dess födelse avslöjas som en intensiv blixt av gammastrålning på himlen. Mark Pearce, professor i fysik på KTH vill nu utveckla ett banbrytande rymdteleskop för gammastrålning för att kunna forska på hur svarta hål skapas i universum och hur den enorma mängden av energi frigörs.
– Gammablixtar är de mest energirika explosionerna i universum och lika mycket energi släpps lös under några sekunder som solen alstrar på en miljard år, säger han.

Mätningar kommer ha högre diagnstiskt värde

Teleskopet ska bestå av elektroniska röntgendetektorer och röntgenoptik. En unik egenskap ska kunna avgöra polarisationsgrad hos gammastrålningen, vilket innebär att mätningar kommer ha betydligt högre diagnostiskt värde än vad som är möjligt med dagens teleskop.

Delar av tekniken har tidigare utvecklats på KTH och testats i rymdmiljö med hjälp av enorma forskningsballonger som skickas upp från rymdstationen Esrange utanför Kiruna. Nästa steg skulle vara att genomföra observationer under en mycket längre tid från omloppsbanan med hjälp av en liten satellit.

– Det skulle vara väldigt roligt att kunna angripa stora vetenskapliga frågor med hjälp av en nationell infrastruktur, säger Mark Pearce.

Mark Pearce.

En utmaning med att utveckla rymdteleskopet är att utveckla den teknik som är kompatibel med en liten satellit. Tekniken måste vara kompakt, ha låg massa, förbruka lite ström, skapa hanterliga mängder data och tåla de kraftiga vibrationer som sker under uppskjutningen och de temperatursvängningar som finns i omloppsbanan.

Den extrema fysiska miljö som finns kring ett svart hål, till exempel hög temperatur och gravitation, innebär att man kan undersöka hur materia och strålning beter sig på ett sätt som inte är möjligt på jorden.

– Upptäckterna inom grundforskning har tidigare gynnat samhället på ett sätt som är väldigt svårt att förutspå, säger Mark Pearce.

Tekniken måste vara kompakt

Astrofysik med gammastrålning är ett mycket aktivt forskningsfält och idag samarbetar Mark Pearce och hans kollegor med grupper på flera platser runt om i världen. Och tack vare den forskning som redan skett på KTH kring ballongburen instrumentering har det byggts upp en spetskompetens kring mätningar av polariseringsegenskaper av gammastrålningen.

– Att kunna mäta polarisering hos gammablixtar innebär att ett rymdteleskop från KTH skulle vara banbrytande och unikt inom forskningslandskapet, säger Mark Pearce.

Mark Pearce

Mark Pearce är professor i astropartikelfysik och utvecklar instrument och metoder för att studera kosmisk strålning från rymden. Hans forskning fokuserar på röntgenpolarimetri som är en ny observationsmetod för att studera himlakällor.

Mark Pearce forskning bidrar till bland annat ny kunskap om svarta hål och roterande neutronstjärnor, så kallade pulsarer. Mark har bland annat lett arbetet med att utveckla det specialbyggda teleskop teleskopet PoGO+ från KTH som samlat in avgörande fakta om supernovareseten Krabbnebulosan och det svarta hålet Cygnus X-1. Han har även lett Sveriges bidrag till XL-Calibur, ett nytt och tolv meter långt rymdteleskop som väger cirka två ton, och som lyfte i somras från Esrange i Kiruna med en hjälp av en heliumfylld ballong som är större än Globen. Det nya avancerade teleskopet kan mäta röntgenstrålningens energi och polariseringsgrad ännu mer noggrant än tidigare och ge ny värdefull kunskap om svarta hål och pulsarer.