Röntgenkiirgus: Supernova nikerdatud kohaliku kuuma mulli tõendid

Pin
Send
Share
Send

Veetsin selle möödunud nädalavahetuse seljakotis Rocky Mountaini rahvuspargis, kus ehkki lumega pühitud tipud ja ohtlikult lähedane elusloodus olid vapustavad, seisis öötaevas võidukäigul. Ilma tulekahjuta andsid tähed, mõned planeedid ja üllatavalt ere Linnutee ainsa valguse, mis meie teed juhatas.

Kuid öine taevas, mida inimsilm näeb, on suhteliselt pime. Kosmosest tähtede, udukogude ja galaktikate kaudu ulatuv vähe nähtav valgus jõuab tegelikult Maale. Terve öine taevas, mida röntgendetektor näeb, helendab aga hõredalt.

Taevast läbistava pehme röntgenkiirguse päritolu üle on viimase 50 aasta jooksul palju vaieldud. Kuid uued leiud näitavad, et see pärineb nii Päikesesüsteemist kui ka väljastpoolt.

Aastakümnete pikkused taeva kaardistamised röntgenkiirguses, mille energia oli umbes 250 elektronvolti - umbes 100-kordne nähtava valguse energiaga -, näitasid taevas pehmet emissiooni. Ja astronoomid on selle allikat juba ammu otsinud.

Alguses tegid astronoomid röntgenpildi tausta selgitamiseks gaasi “kohaliku kuuma mulli” - tõenäoliselt nikerdatud läheduses asuva supernoova plahvatuse tõttu viimase 20 miljoni aasta jooksul. Täiustatud mõõtmised tegid üha selgemaks, et Päike elab piirkonnas, kus tähtedevahelist gaasi on ebaharilikult hõredalt.

Kuid kohaliku mulli seletus sai vaidlustatud, kui astronoomid mõistsid, et komeedid olid ootamatu pehmete röntgenikiirte allikas. Tegelikult võib see päikesetuule laenguvahetuseks tuntud protsess toimuda kõikjal, kus aatomid interakteeruvad päikesetuule ioonidega.

Pärast seda avastust pöörasid astronoomid pilgu Päikesesüsteemi poole ja hakkasid mõtlema, kas päikese tuule ioniseeritud osakesed, mis põrkuvad difuusse planeetidevahelise gaasiga, võivad tekitada röntgenitausta.

Silmapaistva mõistatuse lahendamiseks töötas Miami ülikoolist Massimilliano Galeazzi juhitud astronoomide meeskond välja röntgeniseadme, mis on võimeline tegema vajalikke mõõtmisi.

Galeazzi ja tema kolleegid ehitasid ümber, testisid, kalibreerisid ja kohandasid röntgendetektorit, mille algselt kavandas Wisconsini ülikool ja mis lendas 1970ndatel kõlavatel rakettidel. Missioon kandis nime DXL hajusa röntgenkiirguse emissiooni jaoks kohalikust galaktikast.

12. detsembril 2012 startis DXL New Mexico Mehhiko White Sands'i rakettide vahemikust NASA raketi Black Brant IX tipus. See jõudis kõrgpunkti 160 miili kõrgusele ja veetis Maa atmosfääri kohal kokku viis minutit.

Kogutud andmed näitavad, et heitkoguseid domineerib kohalik kuum mull, maksimaalselt 40 protsenti pärineb Päikesesüsteemist.

"See on märkimisväärne avastus," ütles Miami Ülikooli juhtautor Massimiliano Galeazzi pressiteates. "Täpsemalt mõjutab lokaalse mulli olemasolu või olematus meie arusaamist Päikese läheduses asuvast galaktikast ja seda saab kasutada galaktika struktuuri tulevaste mudelite alusena."

Nüüd on selge, et Päikesesüsteem läbib Linnutee kaudu praegu väikest külma tähtedevahelist gaasi.

Pilve neutraalsed vesiniku ja heeliumi aatomid voolavad Päikesesüsteemi kaudu kiirusel umbes 56 000 mph (90 000 km / h). Vesinikuaatomid ioniseeruvad kiiresti, kuid heeliumi aatomid liiguvad teel, mida suuresti reguleerib Päikese gravitatsioon. See loob heeliumi teravustamiskoonuse - tuule, mis on keskendunud Päikesest allavoolu - neutraalsete aatomite palju suurema tihedusega. Need põrkuvad kergesti päikesetuule ioonidega ja kiirgavad pehmeid röntgenkiirte.

Kohaliku kuuma mulli kinnitamine on oluline areng meie arusaamises tähtedevahelisest keskkonnast, mis on tähekujunduse ja galaktikate evolutsiooni mõistmiseks ülioluline.

"DXL-i meeskond on valdkondadevahelise teaduse erakordne näide, mis viib kokku astrofüüsikud, planeediteadlased ja heliofüüsikud," ütles kaastöötaja F. Scott Porter NASA Goddardi kosmoselennukeskusest. "See on ebatavaline, kuid väga rahuldust pakkuv, kui teadlased, kellel on nii erinevad huvid, saavad kokku murrangulisi tulemusi."

Artikkel on avaldatud ajakirjas Nature.

Pin
Send
Share
Send