Rentgenová astronomie

Jak astronomové pozorují rentgeny vydávané vesmírnými zdroji

Ačkoli aktivnější Rentgeny (E > 30 keV) moci proniknout vzduchem přinejmenším pro vzdálenosti nemnoho metrů (oni odkázaný nikdy byli objeveni a lékařské rentgenové stroje by nepracovaly jestliže toto nebyl případ) zemská atmosféra je tlustá dost to doslova žádný být schopný proniknout od vnějšího prostoru celá cesta k Zemi je povrch. Rentgeny v 0.5 - 5 keV rozsahu, kde většina nebeských zdrojů vydává velikost jejich energie, moci být se zastavoval nemnoho listů papíru; devadesát procenta fotonů ve svazku 3 keV rentgenů je zaujaté cestováním přes jen 10 cm vzduchu!

To pozoruje rentgeny od oblohy, detektory rentgenu musí být letecky převezeny nad většinou ze zemské atmosféry. Jsou tam tři metody dělat tak, nicméně jediné satelity jsou používány vědci nyní.

Lety sondážní rakety

Detektor je umístěn v nosní kuželové části sondážní rakety a zahajoval nad atmosférou. Toto bylo nejprve děláno u bílého Sands raketového rozsahu v Novém Mexiku se V2 raketou v roce 1949. Rentgeny od slunce byly zachyceny experimentem námořnictva na desce. Aerobee 150 rakety vypuštěné v červnu 1962 objevil první rentgeny od jiných nebeských zdrojů. Balíček experimentu obsažený v této raketě je zobrazen nalevo. Největší nevýhoda k letům rakety je jejich velmi krátké trvání (jen nemnoho minut nahoře atmosféra před raketou ustoupí k zemi) a jejich omezené pole pohledu. Raketa vypuštěná ze Spojených států nebude schopná vidět zdroje na jižní obloze; raketa vypuštěná z Austrálie nebude schopná vidět zdroje na severní obloze.

Balóny

Lety balónem mohou nést nástroje k výškám 35 kilometrů nad hladinou moře, kde oni jsou nad velikostí zemské atmosféry. Unlike raketa kde data jsou sbírána během instruovat nemnoho minut, balóny jsou schopné zůstávat nahoře pro hodně delší. Nicméně, dokonce u takových výšek, hodně z rentgenového spektra je ještě absorbován. Rentgeny s energiemi méně než 35 keV nemůže dosáhnout balónů. Jeden z nedávného balónu-nesené experimenty byly nazývány gamou vysokého rozlišení-paprsek a usilovně rentgenovat Spectrometer (HIREGS). To bylo vypuštěno od Antarktidy kde stabilní větry nesly balón na circumpolar letu, který trvá pro téměř dva měsíce! Obraz vypuštění HIREGS může být viděn u pravý.

Satelity

Detektor je umístěn na satelitu, který je zvednut ke studně orbity nad zemskou atmosférou. Unlike stoupá, nástroje na satelitech jsou schopné sledovat plný rozsah rentgenového spektra. Unlike sondování se vznese, oni mohou shromažďovat údaje pro jak dlouho jak nástroje pokračují operovat. V jednom případě, Vela 5B satelit, detektor rentgenu zůstal funkční pro přes deset roků!

Satelity v použití dnes zahrnují XMM-Newton observatoř, zahajoval ESA a Observatoř Chandry, zahajoval NASA. Elegantní-1 obsahuje rentgenový teleskop pro mapování měsíční rentgenové světélkování. Minulé observatoře zahrnovaly ROSAT, Einstein observatoř, ASCA observatoř a BeppoSAX.

Zdroje rentgenů na nebi

Několik druhů objektů vydává rentgeny. Firstly rentgeny jsou vydávány černými dírami v aktivním galaktickém jádru, nebo AGN v krátkosti, galaxie se seskupí, supernova zbytky, hvězdy, dvojité hvězdy obsahovat bílého trpaslíka (kataklyzmatické proměnné hvězdy), neutronová hvězda nebo černá díra (Rentgenují binaries), rentgenovat pozadí a některá těla sluneční soustavy, nejpozoruhodnější bytí Měsíc.

Černé díry vydávají radiaci protože klesání záležitosti do nich získat gravitační energii, která je propuštěna předtím záležitost se dostane do obzoru události. Infalling záležitost má moment hybnosti, který znamená, že materiál nemůže zřítit se přímo, ale rotace kolem díry. Tento materiál často tvoří disk narůstání. Podobné světelné narůstající disky mohou také tvořit se kolem bílé převyšuje a neutron hraje, ale v těch infalling plyn uvolní další energii jak to bouchne do vysoce-hustotní povrch s vysokou rychlostí. V případě neutronové hvězdy, infall rychlost může být značný zlomek rychlosti světla.

V nějaké neutronové hvězdě nebo systémech bílého trpaslíka magnetické pole hvězda je silná dost předejít formaci disku. Materiál v disku dostane velmi horký protože tření, a vydává rentgeny. Materiál v disku pomalu ztratí jeho točivý moment a se dostane do kompaktní hvězdy. V neutronových hvězdách a bílá převyšuje, další rentgeny jsou tvořeny když materiál udeří do jejich povrchů. Emise rentgenu od černých dír je proměnná, se lišit v světelnosti ve velmi krátkých časových rámcích. Změna v světelnosti může poskytovat informaci o velikosti černé díry.

Shluky galaxií jsou vytvořeny sloučením menších jednotek záležitosti, takový jako skupiny galaxie nebo jednotlivé galaxie. Infalling materiál (který obsahuje galaxie, plyn a tmavou záležitost) vyhraje kinetická energie jako to se dostane do skupiny je gravitační potenciál dobře. Infalling plyn se srazí s plynem už ve shluku a je šok prudký k mezi 10⁷ a 10⁸ K se spoléhat na velikost skupiny. Tento velmi horký plyn vydává rentgeny termální bremsstrahlung emise, a emise linky od kovů (v astronomii, ' kovy je často prostředky všechny elementy očekávají vodík a hélium). galaxie a tmavá záležitost collisionless a rychle se stát virialised, obíhání ve shluku potenciální dobře.

Rentgeny těl sluneční soustavy jsou produkovány světélkováním. Rozptýlené sluneční rentgeny poskytují další součást.

Obsah se adaptoval a expandoval od http://imagine.gsfc.nasa.gov veřejná doména