STARSPACE.LV

LV | RU
Observatorija
forums
Vēsture
Saules sistēma
Visums
Vērojam debesis
Tehnoloģijas
Astro[zinātne]
Interesanti
NENOKAVĒ!
Šodien vēsturē

Kravcinska grupa dodas medībās

07.01.2012 (1331/0)
Henrijs Kravcinskis ir fizikas profesors no Vašingtona universitātes. Viņš ir kaislīgs mednieks, kas medī briesmoņus debesīs. Jo eksotiskāks un viltīgāks medījums, jo acīgāks kļūst mednieks, jo gaišāka kļūst azarta dzirksts.

NASA tikko piešķīra finansējumu Kravcinskim un viņa kolēģim Matiasam Beilikem, atbalstot viseksotiskāko astronomisko objektu - melno caurumu, kuri izveicīgi aprij savas eksistences pierādījumus, medības.

Zinātniekiem palīgā nāks teleskops, kurš noteikti patiktu Žilam Vernam. Instruments, kurš atrastos gaisa balonā, lidotu aptuveni 40 kilometru augstumā. Lidojuma laikā teleskops lūkotos uz kādu no mērķiem - diviem melnajiem caurumiem mūsu galaktikā vai uz vienu ārpus galaktikas, vai arī uz vienu neitronu zvaigzni, Krabja miglāju un vēl dažiem citiem objektiem, kuri vēl tiek tikai atlasīti.

Instruments, kurš nodēvēts par X-Calibur, uztvers cietos rentgenstarus, kuru enerģija svārstās no 20 000 līdz 60 000 eV. Plānots, ka pirmais lidojums varētu noritēt vai nu 2013. gada pavasarī vai 2014. gada rudenī. Tas lidos vienlaicīgi ar GEMS misiju, kas savukārt būs kosmosā novietots instruments, kas spēs uztvert mīkstos rentgenstarus, kuru enerģija svārstās no 2000 līdz 10 000 eV.

Mūsdienās astronomi ir mērījuši rentgenstaru polarizāciju tikai vienam objektam ārpus Saules sistēmas - Krabja miglājam - pārnovas atliekām Vērša zvaigznājā. GEMS būs aptuveni 2as reizes jutīgāks nekā instruments, kas pētīja Krabja miglāju. Savukārt X-Calibur aptvers smagā rentgenstarojuma diapazonu.

"Kad jūs lūkojaties debesīs dažādos viļņu garumos, jūs ieraugāt kaut ko pilnīgi atšķirīgu," teica Kravcinskis.

Tādēļ astrofiziķi, kas ir izslāpuši pēc jaunām zināšanām, ir palaiduši plašu floti, kas nosedz elektromagnētisko starojumu no infrasarkanajiem stariem līdz pat gamma starojumam.

"Mēs dzīvojam astrofizikas zelta laikmetā," Kravcinskis piebilda. "Mūsu rīcībā ir lieliskas observatorijas. Tomēr arvien grūtāk ir izveidot jaunu zinātnisko instrumentu. Mums vajag tehnoloģiju revolūciju vai arī jaunus novērošanas principus."

X-Calibur ir nedaudz no abiem, bet tā galvenais trumpis ir jauni novērošanas virzieni - rentgenstaru polarizācijas leņķis un virziens, kas sniedz tādu informāciju par objektiem, kura nav iegūstama nekādā citā veidā.

Elektromagnētiskais starojums ir veidots no elektriskās un magnētiskās komponentes, kas svārstās noteiktos leņķos attiecībā viena pret otru un gaismas pārvietošanās virzienu. Kad gaisma nav polarizēta, svārstību virzienam ir gadījuma raksturs. Kad gaisma ir polarizēta, viļņi svārstās noteiktā virzienā.

Gaismu iespējams polarizēt dažādos veidos, piemēram, to atstarojot vai laižot cauri konkrētiem materiāliem.

Daļa no mums regulāri saskaras ar polarizāciju, lietojot īpašas saulesbrilles. Bites nepārtraukti dzīvo polarizētā pasaulē un redz pasauli tādu, kādu to nespēj lielākā daļa dzīvās radības.

"Izveidot instrumentu, kas spēj konstatēt polarizāciju, ir grūti," teica Kravcinskis. "Mums vajag ļoti daudz fotonu, lai to precīzi nomērītu. Ja enerģijas vai virziena noteikšanai pietiek ar vienu fotonu, tad 5% polarizācijas signāla noteikšanai vajag vismaz 10 000 fotonus."

X-Calibura sirdī atradīsies scintilātors, kas izkliedēs rentgenstarus apkārt izvietotajos gredzenveida uztvērējos. Scintilātora "stienis" atstaros šo starojuma veidu, izmantojot procesu, kas pazīstams kā Komptona izkliede. To pirmo reizi 1923. gadā novēroja Artūrs Hollijs Komptons. Ēka, kurā atrodas Kravcinska laboratorija, arī ir nosaukta Komptona vārdā.

Šī tipa izkliedes gadījumā rentgenstaru fotoni stienī saduras ar elektroniem noteiktā leņķī attiecībā pret oriģinālo lidojuma virzienu. Pēc tam fotonus absorbē uztvērēji. Ja sākotnējie fotoni ir polarizēti, atstarotie pārsvarā tiks izkliedēti perpendikulāri elektriskā lauka svārstībām.

"Ja jūs varat noteikt virzienus, kādā fotoni tiek izkliedēti, jūs varat atvasināt rentgenstaru polarizācijas virzienu," skaidroja Kravcinskis.

Kā jau minējām, teleskops lidos gaisa balonā, kas rada zināmu izaicinājumu.

"Gondola nedaudz šūposies, bet mums vajadzēs fokusēties uz konkrētu debesu objektu ar precizitāti 1/16 daļa no grāda," teica Kravcinskis.

Tādēļ ir izstrādāta izsmalcināta sistēma, kuras darbības rezultātā, neatkarīgi no gondolas kustībām, teleskops vienmēr būs pavērsts pret izvēlēto izpētes objektu.

Teleskopa spoguli izstrādāja Nagoja universitātes komanda Hideijo Kunieda vadībā. Jāņem vērā, ka rentgenstari, kas krīt perpendikulāri vai tuvu šim leņķim attiecībā pret spoguli, tiks absorbēti, nevis atstaroti. Lai piespiestu šos starus atstaroties, tiem spogulī jātrāpa zem "skalpējoša" leņķa, kas ir mazāks par 2o. Tādēļ rentgenstaru spogulis sastāv nevis no vienlaidus spoguļa, bet gan no daudziem cilindriskiem spoguļiem, kas ievietoti viens otrā. X-Calibur gadījumā tiks izmantoti 256 šādi spoguļi.

X-Calibur mērķu sarakstā ir Krabja miglāja pulsārs, Cygnus X-1 un GRS 1915+105 melnie caurumi Piena Ceļa galaktikā, neitronu zvaigzne Hercules X-1 un supermasīvais melnais caurums Markarian 421.

"Visaizraujošākie teleskopa izpētes objekti ir melnie caurumi un to radītās plazmas plūsmas," teica Kravcinskis. "Viens no parametriem, kuru varēs izmērīt ar GEMS un X-Calibur, ir melno caurumu rotācijas ātrums."

Piemēram, dubultzvaigžņu sistēmā Cygnus X-1 atrodas melnais caurums, kura masa aptuveni 15 reizes pārsniedz Saules masu. Tas sūknē blakus esošās zvaigznes matēriju. Gluži kā ūdens izlietnē, matērija pa spirāli plūst melnā cauruma virzienā, izveidojot plakanu disku, kas kļūst arvien karstāks, tuvojoties notikumu horizontam.

Kravcinskis uzskata, ka netālu no akrēcijas diska ārmalas izstarotais rentgenstarojums ir polarizēts paralēli akrēcijas diska plaknei. Jo tuvāk melnajam caurumam, jo vairāk tiek deformēta laiktelpa. Iespējams, ka daļa no rentgenstariem, kas sākotnēji ceļo prom no diska, atgriežas un tiek izkliedēti novērotāja virzienā.

"Galarezultātā mēs redzēsim polarizācijas maiņu par 90o, kuru izraisa melnā cauruma gravitācija," piebilda Kravcinskis.

Bet tas nav viss. Polarizācijas maiņa notiks pie tāda enerģija līmeņa, kas ir atkarīgs no melnā cauruma griešanās ātruma.

"Melnie caurumi un to akrēcijas diski rotējot saraujas," skaidroja Kravcinskis. "Jo ātrāk rotē melnais caurums, jo tuvāk atrodas akrēcijas disks un zemāka ir enerģija, pie kuras notiek polarizācijas maiņa. Tādejādi polarizācijas maiņas enerģija tiešā veidā norāda uz rotācijas ātrumu."

Kravcinska sarakstā nav tikai melnie caurumi un pulsāri. Viņš ir nolēmis pārbaudīt vispārīgās relativitātes teoriju, kas agrāk jau ir izdarīts Saules sistēmā, izmantojot šeit esošos niecīgos objektus. Kas gan notiek melnā cauruma tuvumā, kur laiktelpa ir sasieta kā mezgls un potenciālā aka iestiepjas bezgalībā? Par to domājot, profesoram iemirdzas acis.

Washington University in St.Louis

Citi jaunumi

Komentāri

Identificē sevi!
E-pasts (netiks publicēts)
Manas domas
Piena Ceļš atmosfēra palīdzība astronauts planēta pārnova ziedojums Marss satelīts asteroīds zonde Zeme kosmoss StarSpace Visums galaktika Saule Mēness Jupiters astronomija komēta Saturns zvaigzne krāteris pavadonis Starptautiskā kosmiskā stacija observatorija teleskops konkurss kosmosa kuģis
Ziņas īsumā
Kopa kopā (208/0)
Ariane 5 orbītā nogādā divus satelītus (103/0)
Soyuz TMA-04M ceļā uz Starptautisko kosmisko staciju (142/0)
SpaceX sadarbosies ar Bigelow (170/0)
Novēro, pēti, izzini... astronomijā (6507/6)
Pundurgalaktika ar spožu miglāju (315/0)
Mesjē 70 - blīvs un spožs (302/1)
Daži attēli no Saturna sistēmas (270/0)
Kā Habls izmantos Mēnesi, lai novērotu Venēras tranzītu (323/0)
Trīs dažādi teleskopi laika griežos (224/0)
Jaunākais forumā
Nesteidzīgie - geostacionārie ZMP (Zh)
Kādas debesis ir virs observatorijas (Redaktors)
Quo vadis, cilvēce? (Redaktors)
Pasaules galu 20012. gadā gaidam šeit (asgard)
Comet C/2009 P1 (Garradd) (Andris R)
''Lidinās te visādi...'' (Andris R)
Atdošu labās rokās literatūru (nelabojams)
Saule kļuvusi aktīvāka (Andris R)
Saturns (Andris R)
Anekdotes. (Andris R)
Kas, kad, kapēc, kur?

Kāpēc debesis ir zilas? Kas ir Mēness neredzamā puse? Cik karsta ir viskarstākā zvaigzne? Kā sauc cilvēku, kurš pirmais lidoja kosmosā?

Jums noteikti ir jautājumi, uz kuriem vēlētos saņemt atbildes. Ja tie ir saistīti ar astronomiju - neturiet sveci zem pūra - uzdodiet jautājumu mums.