Eerste gegevens en opnamen van Integral

Integral werd gelanceerd met een Proton-raket op 17 oktober 2002 vanaf de kosmodroom Bajkonoer in Kazachstan. Hij kwam vervolgens in zijn operationele baan en de verbinding met de satelliet werd getest. Integral richtte ondertussen blik al op het fameuze zwarte gat Cygnus X-1. 'Wij hebben mooie gammabeelden bekomen en spectra van de hemel', zegt Arvind Parmar, Integral-projectwetenschapper bij ESA. Die spectra kunnen worden gebruikt om de energie te analyseren van waargenomen straling. Integral heeft ook al een zogenaamde gamma-ray burst waargenomen, één van de meest speciale evenementen die in de kosmos plaatsvinden. Op die manier beloven de resultaten van Integral heel bijzonder te zullen worden.

Belangrijk voor sterrenkunde

Wanneer men het heelal bestudeert in straling met hoge energie dan blijkt de kosmos zeer gewelddadig te zijn, met verschijnselen als exploderende sterren en hun overblijfselen zoals de uiterst compacte neutronensterren en, nog extremer, de alles verslindende zwarte gaten. Deze hemellichamen produceren X-straling en gammastraling, die veel krachtiger is dan wat we met onze ogen en met optische telescopen waarnemen.

Daarom spelen programma's als Integral zo'n belangrijke rol in de sterrenkunde. 'Sterrenkunde in X-straling en gammastraling wijst de weg naar ongewone objecten', aldus de hoofdonderzoekers van het Integral-programma. 'In optische golflengten is het aantal sterren duizelingwekkend. In X-straling en gammastraling zijn er minder objecten, maar de hemellichamen die overblijven zijn dan wel de heel bijzondere.'

Cygnus X-1

De waarneming van Cygnus X-1 was een eerste test voor Integral. Sinds de jaren '60 is bekend dat dit object constant straling met hoge energie voortbrengt en het is op dit vlak één van de helderste bronnen aan de hemel. De meeste onderzoekers denken dat Cygnus X-1 een zwart gat herbergt met een massa van ongeveer vijf keer de zon en dat de nabijgelegen ster HDE 226868 aan het verslinden is. Die draait elke 5,6 dagen rond het zwart gat.

Cygnus X-1 bevindt zich op een afstand van 10.000 lichtjaar van de aarde, op kosmische schaal gezien behoorlijk dichtbij en is een belangrijke etappe om zwarte gaten beter te begrijpen. Men hoopt er ook het enorme zwart gat met een massa van drie miljoen keer de massa van de zon, dat zich misschien in het centrum van ons Melkwegstelsel bevindt, beter mee te kunnen begrijpen.

Gamma-ray burst

Een mooie verrassing was dat Integral ook zijn eerste gamma-ray burst heeft gezien. Deze buitengewone explosies van variërende tijdsduur zijn onvoorspelbaar en ze worden ongeveer twee keer per dag waargenomen vanuit willekeurige richtingen aan de hemel.

Volgens onderzoekers zijn het instortende massieve sterren in ver verwijderde regionen van het heelal die deze mysterieuze enorme explosies veroorzaken. Of misschien zijn ze het resultaat van twee neutronensterren die met elkaar botsen.

Instrumenten

Integral heeft twee krachtige instrumenten voor waarneming van gammastraling aan boord: de camera of imager IBIS en de spectrometer SPI. Spectrometers worden gebruikt om de energie van de ontvangen gammastraling te meten.

Bronnen van gammastraling zijn vaak bijzonder wispelturig en er kunnen fluctuaties optreden binnen minuten of zelfs seconden. Daarom is het belangrijk om simultaan gegevens te verzamelen in verschillende golflengten. Daarom heeft Integral ook monitoren voor X-straling en optische golflengten aan boord (JEM-X en OMC).

Deze vier instrumenten zullen dezelfde objecten waarnemen op hetzelfde ogenblik. Op die manier kunnen ze gebeurtenissen volledig opnemen. Integral zendt de gegevens van alle instrumenten naar het Integral Science Data Centre (ISDC) bij Genève in Zwitserland. Daar worden ze verwerkt en doorgestuurd naar onderzoekers.

'We hebben ervoor gezorgd dat de instrumenten optimaal werken, zodat ze de beste wetenschappelijke gegevens kunnen produceren', zegt Arvind Parmar. 'De eerste beelden en spectra van Integral bewijzen dat de satelliet het werk waarvoor hij is ontworpen aankan, en nog veel meer.'

Achtergrond

Integral moet minstens twee jaar operationeel zijn, maar als alles goed gaat heeft hij voldoende brandstof aan boord om het vijf jaar uit te houden. Na zijn lancering op 17 oktober kwam hij in een uitgerekte baan tussen 600 en 153000 kilometer boven de aarde. Op eigen kracht en na vijf manoeuvres bereikte Integral dan zijn operationele baan tussen 9000 en 153000 kilometer boven de aarde.

Integral heeft weliswaar niet veel last van 'aards' weer, aangezien hij boven de atmosfeer van de aarde ronddraait. Maar hij krijgt wel te maken met ruimteweer, de constante regen van minuscule deeltjes die de detectoren voor gammastraling tijdelijk blind kunnen maken. 'De flitsen duren ongeveer een tiende van een seconde en moeten er met software uitgefilterd worden', aldus Pietro Ubertini, hoofdonderzoeker voor IBIS. Vooral JEM-X bleek zeer gevoelig te zijn voor het ruimteweer en moest opnieuw 'getuned' worden.