Что общего между пламенем звезды и предельно холодным детектором? Современные квантовые калориметры, работающие при температуре ниже 0.1 К, позволили учёным заглянуть в горячие тайны Вселенной и открыть новые горизонты рентгеновской астрономии.
Квантовый калориметр измеряет малейшие порции энергии, фиксируя изменение температуры абсорбера. Для этого устройство должно работать при экстремально низкой температуре, чтобы снизить шум и повысить чувствительность. Хотя идея термометрического измерения энергии возникла ещё в 1982 году в NASA, путь от концепции до полноценного рабочего устройства был долгим и извилистым.
Ранние эксперименты включали миссии Astro-E и её преемника Suzaku. Обе столкнулись с техническими неудачами — от потери гелия до поломок системы управления. Однако решимость NASA и японского агентства ISAS привела к разработке Hitomi. Эта миссия впервые позволила квантовым калориметрам получить высокоточные спектры космических объектов. Несмотря на потерю аппарата через месяц после запуска, данные от Hitomi продемонстрировали потенциал технологии и подготовили почву для следующего прорыва.
Запущенный в 2023 году, проект XRISM с инструментом Resolve стал настоящим триумфом. Новый рентгеновский спектрометр позволяет создавать детализированные изображения космических объектов с беспрецедентным разрешением. Один из ярких примеров — наблюдение за галактикой NCG 4151, где Resolve помог выявить "комковатую" структуру материи вокруг чёрной дыры и её сложные скорости движения.
Также Resolve фиксирует излучение от звёздных взрывов, помогая понять механизм суперновых и распределение элементов, образующихся в результате этих катаклизмов.
Будущие миссии, такие как newAthena, уже планируют использовать массивы датчиков с тысячами пикселей, открывая путь к ещё более глубоким исследованиям космоса.