Οι επιστήμονες αποκαλύπτουν πώς μοιάζει ο ουρανός στην όραση με ακτίνες Χ: ScienceAlert

By | February 12, 2024

Υπάρχει ένα παλιό τροπάριο στην επιστημονική φαντασία όπου κάποιος αποκτά ξαφνικά όραση με ακτίνες Χ και κοιτάζει μέσα από στερεά αντικείμενα. Αυτό αποδεικνύεται ότι είναι μια φυσική αδυναμία με τα μάτια μας Mark I. Ωστόσο, οι αστρονόμοι βρήκαν έναν τρόπο να ξεπεράσουν αυτήν την πρόκληση επιτρέποντάς μας να μελετήσουμε το Σύμπαν με όραση ακτίνων Χ.

Ονομάζεται αστρονομία ακτίνων Χ και υπάρχει εδώ και 60 χρόνια. Αποκαλύπτει μερικά από τα πιο ενεργητικά και βίαια γεγονότα και αντικείμενα στον κόσμο. Αυτά περιλαμβάνουν πράγματα όπως φωτεινά κβάζαρ, εκρήξεις σουπερνόβα, ροές θερμών αερίων μεταξύ γαλαξιών και καυτά νεαρά αστέρια.

Πρόσφατα, αστρονόμοι από την κοινοπραξία eROSITA στο Ινστιτούτο Max Planck για Εξωγήινη Φυσική ανακοίνωσαν την τελευταία συλλογή δεδομένων ακτίνων Χ από την έρευνα eROSITA. Καλύπτει το ήμισυ του ακτινολογικού ουρανού και αποκαλύπτει πληροφορίες για 900.000 διαφορετικές πηγές ακτίνων Χ.

Αυτό είναι περισσότερο από οποιοδήποτε άλλο που έχει ανιχνευθεί ποτέ στη δεκαετία ιστορία της αστρονομίας των ακτίνων Χ, συμπεριλαμβανομένων των ανακαλύψεων που έγιναν με το Chandra και άλλα παρατηρητήρια σε τροχιά.

Αυτή η εικόνα δείχνει το μισό του ουρανού των ακτίνων Χ, που προβάλλεται σε έναν κύκλο με το κέντρο του Γαλαξία στα αριστερά και το γαλαξιακό επίπεδο οριζόντιο. Τα φωτόνια κωδικοποιήθηκαν χρωματικά με βάση την ενέργειά τους (κόκκινο για ενέργειες 0,3-0,6 keV, πράσινο για 0,6-1 keV, μπλε για 1-2,3 keV). (MPE, J. Sanders/κοινοπραξία eROSITA)

Σχετικά με το eROSITA

Το eROSITA είναι ένα μαλακό τηλεσκόπιο απεικόνισης ακτίνων Χ στο δορυφόρο Spectrum-RG. Η πρώτη του έρευνα στον ουρανό, που ονομάζεται eRASS1, πραγματοποιήθηκε σε διάστημα 7 μηνών από τις 12 Δεκεμβρίου 2019.

Στην πιο ευαίσθητη θέση του, το τηλεσκόπιο ανίχνευσε 170 εκατομμύρια φωτόνια ακτίνων Χ. Αυτό επέτρεψε στις κάμερες να μετρήσουν τις ενέργειές τους και τους χρόνους άφιξης.

Η ομάδα αστρονομίας, με επικεφαλής τον κύριο ερευνητή Andrea Merloni, συνέταξε έναν αρχικό κατάλογο δεδομένων. Έχουν επίσης δημοσιεύσει περισσότερα από 50 νέα επιστημονικά άρθρα με βάση τα ευρήματά τους.

Μετά την ολοκλήρωση αυτής της πρώτης μελέτης, το όργανο πραγματοποίησε τρεις ακόμη σαρώσεις ολόκληρου του ουρανού μεταξύ Ιουνίου 2020 και Φεβρουαρίου 2022. Αυτός ο τεράστιος θησαυρός δεδομένων ακτίνων Χ θα είναι σύντομα διαθέσιμος. Το παρακάτω βίντεο εξηγεί την αποστολή με περισσότερες λεπτομέρειες.

frameborder=”0″allow=”accelerometer; αυτόματη αναπαραγωγή? εγγραφή στο πρόχειρο. κρυπτογραφημένα μέσα. γυροσκόπιο; εικόνα σε εικόνα? κοινή χρήση ιστού” επιτρέπει την πλήρη οθόνη>

Θησαυρός πηγών ακτίνων Χ από το eROSITA

Η αστρονομία με ακτίνες Χ εστιάζει σε καυτά και ενεργητικά αντικείμενα και γεγονότα στο Σύμπαν. Αυτοί θα είναι οι πυρήνες των γαλαξιών (όπου κρύβονται υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες), οι εκρήξεις σουπερνόβα, τα νεογέννητα αστέρια και άλλα μέρη όπου η ύλη θερμαίνεται σε υψηλές θερμοκρασίες.

Αυτό το προκαταρκτικό σύνολο δεδομένων eRASS1 εντοπίζει περίπου 710.000 υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, 180.000 αστέρια που εκπέμπουν ακτίνες Χ στον Γαλαξία μας και 12.000 σμήνη γαλαξιών. Καλύπτει επίσης έναν μικρό αριθμό άλλων εξωτικών πηγών, όπως δυαδικά αστέρια που εκπέμπουν ακτίνες Χ, υπολείμματα σουπερνόβα, πάλσαρ και άλλα αντικείμενα.

«Αυτοί είναι εκπληκτικοί αριθμοί για την αστρονομία των ακτίνων Χ», λέει ο Andrea Merloni, κύριος ερευνητής eROSITA και πρώτος συγγραφέας του άρθρου του καταλόγου eROSITA. «Εντοπίσαμε περισσότερες πηγές σε 6 μήνες από ό,τι οι μεγάλες ναυαρχίδες αποστολές XMM-Newton και Chandra σε σχεδόν 25 χρόνια δραστηριότητας».

Η πρώτη έκδοση δεδομένων του eROSITA είναι μια πλούσια, “πολλαπλών επιπέδων” ματιά στον ουρανό με πολλαπλές ενέργειες ακτίνων Χ. Κάθε επίπεδο ενέργειας λέει στους αστρονόμους κάτι για τα αντικείμενα και τα γεγονότα που εκπέμπουν ακτίνες Χ. Και, για κάθε σύνολο εικόνων και δεδομένων, η κοινοπραξία παρέχει περισσότερες πληροφορίες.

Υπάρχουν λίστες με κατηγορίες πηγών, θέσεις στον ουρανό, ενέργειες και ακριβείς χρόνους άφιξης φωτονίων στο όργανο.

«Έχουμε κάνει τεράστιες προσπάθειες για την κυκλοφορία δεδομένων και λογισμικού υψηλής ποιότητας», πρόσθεσε η Miriam Ramos-Ceja, η οποία ηγείται της ομάδας επιχειρήσεων eROSITA. «Ελπίζουμε ότι αυτό θα επεκτείνει τη βάση των επιστημόνων σε όλο τον κόσμο που εργάζονται με δεδομένα υψηλής ενέργειας και θα συμβάλει στην προώθηση των συνόρων της αστρονομίας των ακτίνων Χ».

Αποκοπές που δείχνουν λεπτομέρειες από απόψεις ακτίνων Χ του ουρανού της Γης
Εικόνα ακτίνων Χ eROSITA με το νήμα που ανακαλύφθηκε πρόσφατα ανάμεσα σε δύο σμήνη γαλαξιών. Η κατανομή των γαλαξιών (λευκά περιγράμματα, επάνω αριστερά), όπως φαίνεται στο Two Micron All Sky Survey, ακολουθεί τη δομή του νήματος. Στην προσομοίωση SLOW, που έχει σχεδιαστεί για να αναπαράγει τα κύρια χαρακτηριστικά του τοπικού σύμπαντος, αναπαράγεται επίσης αυτό το μεμονωμένο σύστημα με τα δύο συμπλέγματα και τη ράχη του νήματος. (Dietl et al. 2024)

Εστίαση σε συγκεκριμένα ακτινολογικά αντικείμενα

Οι επιστημονικοί στόχοι του eROSITA είναι η χρήση ακτίνων Χ για την ανίχνευση του θερμού διαγαλαξιακού μέσου από 50 έως 100.000 σμήνη και ομάδες γαλαξιών. Εξετάζει επίσης τα θερμά αέρια που υπάρχουν στα νήματα μεταξύ τους. Αυτά τα νήματα λάμπουν στις ακτίνες Χ.

Το όργανο είναι επίσης υπεύθυνο για την ανίχνευση συσσωρευμένων μαύρων οπών που κρύβονται στους γαλαξίες. Τέλος, μελέτησε τη φυσική των γαλαξιακών πηγών ακτίνων Χ (οι οποίες περιλαμβάνουν αστέρια προ της κύριας ακολουθίας, υπολείμματα σουπερνόβα και δυαδικές ακτίνες Χ).

Τουλάχιστον μία από τις εργασίες που δημοσιεύθηκαν με τα νέα δεδομένα έρευνας χρησιμοποιεί δεδομένα ακτίνων Χ για να περιορίσει τα κοσμολογικά μοντέλα που χρησιμοποιούν σμήνη γαλαξιών. Σε μια εικόνα που κυκλοφόρησε, βλέπουμε ένα νήμα υλικού που ανακαλύφθηκε πρόσφατα.

Εκτείνεται μεταξύ τμήματος του σμήνους γαλαξιών Abell 3667 και του γειτονικού σμήνος Abell 3651. Αυτό θα μπορούσε να βοηθήσει τους αστρονόμους να προσδιορίσουν πόση ύλη υπάρχει στο λεγόμενο «θερμό-καυτό διαγαλαξιακό μέσο». Παρέχει πληροφορίες για το σχηματισμό δομών μεγάλης κλίμακας (όπως σμήνη γαλαξιών) στο Σύμπαν.

Το κοντινό σμήνος γαλαξιών Virgo εμφανίζεται επίσης στην έρευνα eRASS1 και επιτρέπει τη μελέτη νηματοειδών δομών μεγάλης κλίμακας. Οι αστρονόμοι επιθυμούν ιδιαίτερα να κατανοήσουν τις φυσικές επιπτώσεις που λαμβάνουν χώρα στην περιφέρεια αυτών των ογκωδών σμηνών γαλαξιών.

Χρησιμοποιώντας τα νέα δεδομένα έρευνας, μαζί με άλλες εικόνες ολόκληρου του ουρανού, μια επιστημονική ομάδα διερεύνησε τη δομή της περιφέρειας του συμπλέγματος. Αυτό περιελάμβανε εκπομπές υψηλής ενέργειας γύρω από γαλαξίες και ομάδες μέσα στο σμήνος. Μελέτησαν επίσης μια «επέκταση ακτίνων Χ» 320 κιλοπαρσέκων κοντά στον γαλαξία M49.

Αποκοπή που δείχνει λεπτομέρειες του συμπλέγματος της Παρθένου σε ακτίνες Χ
Αυτή η εικόνα ακτίνων Χ δείχνει την πλήρη έκταση του συμπλέγματος της Παρθένου σε ακτίνες Χ που βλέπει το eROSITA. Το φωτεινό λευκό σημείο στο κέντρο είναι ο κεντρικός γαλαξίας M87. Η μουντή λευκή λάμψη γύρω από τον M87 είναι το πολύ καυτό αέριο μεταξύ των γαλαξιών. Εκτείνεται περισσότερο σε κάποιες κατευθύνσεις από άλλες και δεν είναι κυκλικό. Αυτό είναι απόδειξη ότι το σύμπλεγμα της Παρθένου εξακολουθεί να σχηματίζεται. (McCall et al. 2024)

Προηγούμενη δουλειά και μέλλον της eROSITA

Το eROSITA έχει επιτρέψει ένα τεράστιο άλμα προς τα εμπρός στην αστρονομία ακτίνων Χ από την έναρξή του τον Ιούνιο του 2019. Άρχισε να λειτουργεί τον Οκτώβριο του ίδιου έτους, παρέχοντας όραση με ακτίνες Χ υψηλής ανάλυσης του σύμπαντος. Καθώς σάρωνε τον ουρανό, είδε τις αλλαγές σε ένα μακρινό κβάζαρ ονομάζεται SMSS J114447.77-430859.3.

Αυτές οι αλλαγές παρέχουν κάποιες ενδείξεις για την ανάπτυξη της μαύρης τρύπας στην καρδιά του κβάζαρ. Παρατήρησε αλλαγές στις διακυμάνσεις της φωτεινότητας στον πυρήνα του κβάζαρ, υποδεικνύοντας ότι η μαύρη τρύπα καταπίνει μέρος του υλικού που ξεφεύγει στον ορίζοντα γεγονότων της. Άλλα υλικά διαφεύγουν με τη μορφή ισχυρών ανέμων.

Το όργανο ανίχνευσε επίσης μια νεοσχηματισμένη μαύρη τρύπα στο πρώιμο Σύμπαν και εντόπισε την ύπαρξη καυτών αερίων γύρω από τον δικό μας Γαλαξία. Το όργανο τέθηκε σε λειτουργία για πρώτη φορά στις 22 Οκτωβρίου 2019. Επί του παρόντος, βρίσκεται σε ασφαλή λειτουργία και οι τεχνικοί αξιολογούν την υγεία και την κατάστασή του.

Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά από το Universe Today. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *