астрономия

В рентгеновском диапазоне

Главная » Понятия, методы и законы » В рентгеновском диапазоне

Земная атмосфера почти полностью прозрачна для падающего извне излучения лишь в двух сравнительно
узких «окнах»: оптическом (видимый свет) и радиодиапазоне (для волн длиной от 1 мм до 15—30 м). Все прочее излучение она поглощает и рассеивает, не позволяя ему добраться до поверхности планеты. А ведь космос посылает нам информацию в виде электромагнитного излучения самого широкого диапазона длин волн. И большая ее часть теряется в плотных слоях нашей воздушной оболочки.

Для преодоления трудностей была придумана внеатмосферная астрономия. Она занимается исследованиями космических объектов при помощи аппаратуры, вынесенной (для устранения атмосферных помех) за пределы земной атмосферы. Ее принято делить на разделы, определяемые диапазонами длин волн, в которых производятся наблюдения. Очень интересные результаты получены при изучении небесных тел в рентгеновском диапазоне.

Поскольку длины волн космического рентгеновского излучения очень малы по сравнению с метром и даже миллиметром, их измеряют в особых единицах — нанометрах (обозначается «нм»). Один нанометр составляет одну миллиардную часть метра. Тогда в этих единицах рентгеновский диапазон составляет излучения с длиной волны от 0,01 до 10 нм.

Для проведения астрономических наблюдений в этой области длин волн аппаратура поднимается за пределы земной атмосферы с помощью ракет и искусственных спутников Земли. К настоящему времени зарегистрировано рентгеновское излучение Солнца и более 500 источников, расположенных вне Солнечной системы.

Рентгеновское излучение нашего светила образуется в короне — слое атмосферы Солнца. Его видимая поверхность разогрета примерно до 6000°С, что соответствует видимому диапазону излучения. Однако корона, окружающая Солнце, разогрета до температуры более 1000 000°С и потому светится в рентгеновском диапазоне спектра. Мощность солнечного рентгеновского излучения зависит от активности светила и сильно меняется со временем.

Так, в период минимума солнечной активности рентгеновское излучение значительно уменьшается.

Рентгеновские источники в нашей галактике образуют главным образом два класса: остатки сверхновых звезд и двойные звезды особого типа. Остатком сверхновой звезды называется газопылевое образование, результат произошедшего много десятков или сотен лет назад взрыва звезды и превращения ее в сверхновую. В большинстве остатков сверхновых звезд источником рентгеновского излучения является нагретый межзвездный газ. Выброшенная с большой скоростью при вспышке сверхновой звезды оболочка сжимает окружающую межзвездную среду и нагревает ее до температуры в миллионы и десятки миллионов градусов. При такой температуре наибольшее количество энергии излучается в виде рентгеновских лучей.

Остаток сверхновой звезды Тихо (Браге). Снимок сделан рентгеновским космическим телескопом «Чандра»
 
Остаток сверхновой звезды Тихо (Браге). Снимок сделан рентгеновским космическим телескопом «Чандра». Фото НАСА

В двойных звездах один объект — белый карлик, нейтронная звезда или черная дыра — расположен на небольшом расстоянии от второго — обычной звезды. При некоторых условиях вещество с нормальной звезды под действием гравитации соседа может перетекать на этот объект. При этом выделяется большое количество энергии, падающее вещество в газообразном состоянии нагревается до высокой температуры, и происходит интенсивное излучение в рентгеновском диапазоне длин волн.

За пределами Млечного Пути рентгеновское излучение обнаружено у многих галактик, скоплений галактик и квазаров. Рентгеновское излучение обычных галактик, таких как Магеллановы Облака и туманность Андромеды, является следствием наличия в них источников, подобных источникам в нашей галактике. Кроме того, у некоторых галактик обнаружено рентгеновское излучение, связанное
с интенсивными физическими процессами в их ядрах.

Мы живем во времена бес-прецедентных по масштабу космических исследований. Возможности современной астрономии совсем иные, чем за всю предыдущую историю человечества. Новые технологические средства позволили создать такие уникальные объекты, как рентгеновская обсерватория «Чандра» или космический телескоп «Хаббл». Кроме того, ученые располагают управляемой компьютерами автоматикой и глобальными коммуникациями для исследования прежде невообразимых объемов Вселенной. Огромная область астрономии, которая будет развиваться в будущем, включит составление таких подробных карт Вселенной и сбор таких объемов информации, подобных которым до этого не было. Гигантские новые телескопы будут сканировать небо и каждую ночь делать записи сотен миллионов космических объектов, начиная со звезд и заканчивая галактиками. И все это будет повторяться вновь и вновь.

Аналогично тому, как сейчас обычные видеокамеры в целях безопасности регистрируют происходящее на городских улицах, новые системы будут мониторить Вселенную, постоянно расширяя нашу базу данных и уточняя карту космоса, в которой появится все больше деталей — как пространственных, так и временных.















Это интересно...

Свет от некоторых звёзд, различаемых невооружённым глазом, идёт до земли около 4 миллиардов лет. (скорость света составляет 300 тысяч километров в секунду).