En sondraketuppskjutning (kredit: NASA)

Studien av astronomiska objekt vid de högsta energierna av röntgen- och gammastrålar började i början av 1960-talet. Innan dess visste forskarna att solen var en intensiv källa i dessa våglängder, men de hade inte observerat andra objekt i röntgenstrålning. Jordens atmosfär absorberar de flesta röntgen- och gammastrålar, och det behövdes därför raketflygningar som kunde lyfta vetenskapliga nyttolaster över jordens atmosfär. Den första raketflygning som framgångsrikt upptäckte en kosmisk röntgenkälla sköts upp 1962 av en grupp vid American Science and Engineering (AS&E), som bestod av vetenskapsmännen Riccardo Giacconi, Herb Gursky, Frank Paolini och Bruno Rossi. Vid raketflygningen användes en liten röntgendetektor som hittade en mycket lysande källa som de gav namnet Scorpius X-1. (Namnet beror på att det var den första röntgenkälla som hittades och som syntes på himlen i stjärnbilden Scorpius).

På 1970-talet utvecklade dedikerade röntgenastronomisatelliter, såsom Uhuru, Ariel 5,SAS-3, OSO-8 och HEAO-1, detta vetenskapsområde i en häpnadsväckande takt.

Vetenskapsmännen antog att röntgenstrålning från stjärnkällor i vår galax främst kom från så kallade ”röntgenbinärer”. Röntgenbinärerna består av eneutronstjärnai ett binärt system med en normal stjärna. Röntgenstrålningen i dessa system kommer från material som rör sig från den normala stjärnan till neutronstjärnan i en process som kallas för kretion.Systemets binära natur gjorde det möjligt för astronomer att mäta neutronstjärnans massa. För andra system stödde den beräknade massan hos det röntgenstrålande objektet idén om existensen av svarta hål, eftersom de var för massiva för att vara neutronstjärnor. Andra system uppvisade en karakteristisk röntgenpuls, precis som aspulser hade visat sig göra i radioregimen, vilket gjorde det möjligt att bestämma neutronstjärnans spinnhastighet.Slutligen visade sig några av dessa galaktiska röntgenkällor vara mycket variabla. Vissa källor dök faktiskt upp på himlen, förblev ljusstarka i några veckor och försvann sedan ur sikte igen. Sådana källor kallas röntgenstrålar.

Konstnärlig bild av ett binärt röntgensystem (Credit: NASA/GSFC)

De inre regionerna av vissa galaxer visade sig också sända ut röntgenstrålar.Röntgenstrålningen från dessa aktiva galaktiska kärnor tros härröra från ultrarelativistisk gas i närheten av ett mycket massivt svart hål i galaxens centrum. Slutligen fann man att det fanns en diffus röntgenstrålning över hela himlen.

Studierna av röntgenastronomi fortsatte genom en mängd satelliter som var aktiva från 1980-talet till början av 2000-talet: HEAO-serien, EXOSAT, Ginga, RXTE, ROSAT, ASCA samt BeppoSAX, som upptäckte det första efterljuset från en gammastrålningsutbrott (GRB).

Ett röntgenuppdrag som fortsätter att bidra till de uppgifter som forskarna har tillgång till är Chandra X-ray Observatory (CXO), NASA:s nuvarande flaggskeppsuppdrag för röntgenastronomi. Det lanserades i juli 1999 och är utformat för att upptäcka röntgenstrålning från mycket heta och energirika områden i universum, t.ex. galaxhopar, ämnen som omger svarta hål och stjärnor som exploderat.

Konstnärlig bild av Suzaku i omloppsbana (Tack vare JAXA)

Ett annat aktuellt röntgenuppdrag är Suzaku, som lanserades av Japan i juli 2005. Det utvecklades gemensamt av Institutet för rymd- och rymdvetenskap vid Japan AerospaceExploration Agency (JAXA) och NASA:s Goddard Space Flight Center.

Europa har också en andel i röntgenobservationen i form av Europeiska rymdorganisationens (ESA) X-ray Multi-Mirror Mission, kallad XMM-Newton.

Likt Chandra sändes det upp 1999. Det har använts för att observera ultraluminösa röntgenkällor och för att hitta bevis på svarta hål med medelhög massa.

Det senaste röntgenuppdraget som lanserats är NuSTAR, som är inriktat på att observera hård röntgenstrålning (röntgenstrålning med högre energi än vad som kan observeras av andra röntgenteleskop i omloppsbana). NuSTAR kommer att söka efter svarta hål och andra kollapsade stjärnor i vår galax, kartlägga material i unga supernovarester och studera relativistiska jets i aktiva galaktiska kärnor.

Konstnärlig bild av NuSTAR i omloppsbana.(Credit: NASA/JPL-Caltech)

Data från dessa satelliter fortsätter att bidra till vår ytterligare förståelse av dessa källors natur och de mekanismer genom vilka röntgen- och gammastrålar avges. Om vi förstår dessa mekanismer kan vi i sin tur belysa den grundläggande fysiken i vårt universum. Genom att titta på himlen med röntgen- och gammastrålningsinstrument samlar vi in viktig information i våra försök att besvara frågor som hur universum började och hur det utvecklas, och få en viss inblick i dess slutliga öde.

Uppdaterad: September 2013: uppdaterad.