Pealdis: kunstniku mulje ESA orbiidil töötavast gammakiirguse vaatluskeskusest Integral. Kujutise krediit: ESA
Integral, ESA rahvusvaheline gamma-kiirte astrofüüsika labor käivitati sel nädalal kümme aastat tagasi. See on hea aeg vaadata tagasi missiooni esimese kümnendi olulisimatele sündmustele ja liikuda edasi selle tulevikku, et uurida kõige tundlikuma, täpsema ja arenenuma gammakiirguse vaatluskeskuse üksikasju, mis eales alustatud. Kuid missioonil on olnud ka hiljutisi põnevaid uurimusi supernoova jäänuse kohta.
Integral on tõeliselt rahvusvaheline missioon, kus osalevad kõik ESA liikmesriigid ja USA, Venemaa, Tšehhi Vabariik ja Poola. See startis Kasahstanis Baikonurist 17. oktoobril 2002. See oli esimene kosmosevaatluskeskus, mis vaatles samaaegselt objekte gammakiirguses, röntgenikiires ja nähtavas valguses. Kosmosest pärit gammakiiri saab tuvastada ainult Maa atmosfääri kohal, nii et integreeritud tiirleb Maa kõrge elliptilise orbiidil kord kolme päeva jooksul, veetes suurema osa ajast üle 60 000 kilomeetri kõrgusel - ka väljaspool Maa kiirgusvööndeid, et vältida häireid taustkiirguse mõjud. See suudab tuvastada kiirgust kaugetest sündmustest ja Universumit kujundavatest protsessidest. Selle peamised sihtmärgid on gammakiirguse purunemised, supernoova plahvatused ja piirkonnad Universumis, millesse arvatakse kuuluvat mustad augud.
5 meetrit kõrge ja rohkem kui 4 tonni kaaluv Integral koosneb kahest põhiosast. Teenindusmoodul on satelliidi alumine osa, mis sisaldab kõiki missiooni toetamiseks vajalikke kosmoselaevade alamsüsteeme: satelliitsüsteemid, sealhulgas päikeseenergia tootmine, energia konditsioneerimine ja juhtimine, andmetöötlus, telekommunikatsioon ja termiline, hoiaku ja orbiidi juhtimine. Kasuliku koormuse moodul on paigaldatud teenindusmoodulile ja kannab teadusinstrumente. See kaalub 2 tonni, mis teeb sellest kõige raskema, mille ESA on kunagi orbiidile paigutanud, tänu detektorite suurele alale, mida on vaja hõredate ja läbitungivate gammakiirte hõivamiseks ning detektorite kaitseks taustkiirguse eest, et muuta need tundlikuks. Gammakiiri tuvastamiseks on kaks peamist instrumenti. Kujutis, mis toodab mõnda teravamat gammakiirepilti, ja spektromeeter, mis mõõdab gammakiirguse energiaid väga täpselt. Gammakiirguse allikate tuvastamiseks aitavad veel kaks instrumenti - röntgenimonitor ja optiline kaamera.
Oma pikaajalise kümneaastase missiooni jooksul on Integral kaardistanud põhjalikult meie Linnutee keskosa, galaktilist mõhkut, mis on rikas muutuvate kõrge energiaga röntgen- ja gammakiirguse allikatega. Kosmoselaev on esimest korda kaardistanud kogu taeva spetsiifilises energias, mis on toodetud elektronide hävitamisel nende positroniosakestega. Integrali nähtu gammakiirguse emissiooni kohaselt hävitatakse Galaktika keskuse läheduses iga sekund umbes 15 miljonit triljonit triljonit triljonit elektronide ja positronite paari, mis on meie Päikese heleduse järgi üle kuue tuhande korra.
Musta auguga binaararvuti Cygnus X-1 on praegu kaaslase tähe tükkideks rebimiseks ja gaasi kütmiseks. Uurides seda ülitugevat ainet vaid üks millisekundit enne, kui see süveneb musta augu lõualuudesse, on Integral avastanud, et osa sellest võib põgeneda mööda struktureeritud magnetvälja jooni. Krabi udust pärit kõrge energiakiirgusega lainete joondumist uurides leidis Integral, et kiirgus on tugevalt joondatud pulsari pöörlemisteljega. See tähendab, et märkimisväärne osa intensiivset kiirgust tekitavatest osakestest peab pärinema äärmiselt organiseeritud struktuurist, mis on väga lähedal pulsarile, võib-olla isegi otse võimsatest düüsidest, mis kiirgavad välja pöörlevast tähesüdamikust.
Just täna teatas ESA, et Integral on teinud esimese otsese radioaktiivse titaani, mis on seotud 1987A supernoova jäänustega. Suures Magellaani pilves asuv Supernova 1987A oli piisavalt lähedal, et seda saaks palja silmaga näha 1987. aasta veebruaris, kui selle valgus jõudis esmakordselt Maale. Supernoovad võivad plahvatuses eralduva tohutu energiakoguse tõttu lühikese aja jooksul särada kui terved galaktikad, kuid pärast esialgse välgu tuhmumist tuleneb kogu heledus plahvatuses tekkivate radioaktiivsete elementide looduslikust lagunemisest. Radioaktiivne lagunemine võis viimase 20 aasta jooksul võimendada hõõguvat jääki Supernova 1987A ümbruses.
Plahvatuse tipu ajal tuvastati elemendid hapnikust kaltsiumiks, mis tähistavad ejekta väliseid kihte. Varsti pärast seda võis näha sisemiste kihtide materjali allkirju nikkel-56 radioaktiivsel lagunemisel koobalti-56-ks ja sellele järgneval lagunemisel raud-56-ks. Nüüd, pärast Integrali enam kui 1000-tunnist vaatlust, on esmakordselt tuvastatud radioaktiivse titaani-44 röntgenkiirgus supernoova jäänukil 1987A. Hinnanguliselt moodustas titaan-44 kogumass, mis oli toodetud vahetult pärast SN1987A eellastähe tuuma kokkuvarisemist, 0,03% meie enda Päikese massist. See on lähedal teoreetiliste ennustuste ülemisele piirile ja peaaegu kaks korda suurem kui supernoova jäänuses Cas A, mis on ainus jäänuk, kus on tuvastatud titaan-44. Arvatakse, et nii Cas A kui ka SN1987A võivad olla erandjuhud
Christoph Winkler, ESA integreeritud projekti teadlane, võib öelda, et tulevikuteadus koos integraaliga võib hõlmata meie Linnutee ääres toimuva supernoova plahvatuse ajal tekkiva ülienergia kiirguse iseloomustamist - sündmus on juba ammu möödas. "
Lisateavet Integrali kohta leiate siit
ja Integrali uuringu kohta Supernova 1987A siin
