Astronomia rentgenowska
Skorpion (znany także jako Niedźwiadek, łac. Scorpius, dop. Scorpii, skrót Sco) – jedna z konstelacji zodiakalnych. Znajduje się na południowej półkuli nieba, jednak pod koniec lata z terenów Polski da się niekiedy dojrzeć tuż ponad horyzontem kilka gwiazd tego gwiazdozbioru, między innymi β, σ, π i α Scorpii (Antares). W całości widoczny na południe od równoleżnika 45°N. W naszych czasach przez gwiazdozbiór Skorpiona przebiega tylko 6,5° ekliptyki – nieco ponad 1/5 znaku. Słońce przebywa na tle tego gwiazdozbioru od 23 do 30 listopada, po czym kolejne trzy tygodnie spędza w nie należącym do Zodiaku gwiazdozbiorze Wężownika. Liczba gwiazd dostrzegalnych nieuzbrojonym okiem wynosi około 100. Najjaśniejszą gwiazdą tej konstelacji jest Antares.Wszechświat – wszystko, co fizycznie istnieje: cała przestrzeń, czas, wszystkie formy materii i energii oraz prawa fizyki i stałe fizyczne określające ich zachowanie. Słowo „wszechświat” może być też używane w innych kontekstach jako synonim słów „kosmos” (w rozumieniu filozofii), „świat” czy „natura”. W naukach ścisłych słowa „wszechświat” i „kosmos” są równoważne.
Gaz – stan skupienia materii, w którym ciało fizyczne łatwo zmienia kształt i zajmuje całą dostępną mu przestrzeń. Właściwości te wynikają z własności cząsteczek, które w fazie gazowej mają pełną swobodę ruchu. Wszystkie one cały czas przemieszczają się w przestrzeni zajmowanej przez gaz i nigdy nie zatrzymują się w jednym miejscu. Między cząsteczkami nie występują żadne oddziaływania dalekozasięgowe, a jeśli, to bardzo słabe. Jedyny sposób, w jaki cząsteczki na siebie oddziałują, to zderzenia. Oprócz tego, jeśli gaz jest zamknięty w naczyniu, to jego cząsteczki stale zderzają się ze ściankami tego naczynia, wywierając na nie określone i stałe ciśnienie.
Astronomia rentgenowska – dział astronomii zajmujący się rejestracją i analizą promieniowania rentgenowskiego pochodzącego z kosmosu. Zakres energii obserwowanych fotonów promieniowania X zawiera się w przedziale od 0,1 do 500 keV, co odpowiada długości fali pomiędzy 12 a 2,5 pm.
Ponieważ promieniowanie rentgenowskie jest pochłaniane w atmosferze Ziemi, to aby dokonać obserwacji w tym zakresie, urządzenia pomiarowe muszą być wyniesione poza nią. W przeszłości, używano do tego celu balonów; obecnie detektory rentgenowskie umieszczane są na pokładzie satelitów.
Technika obserwacji[ | edytuj kod]
Głównym problemem astronomii rentgenowskiej jest trudność w określeniu pozycji źródła promieniowania. W celu ograniczenia pola widzenia stosuje się tzw. kolimatory, które umieszcza się przed detektorem promieniowania. Najprostszy składa się z układu płytek lub rurek, które ograniczają promieniowanie dochodzące z boku. Pole widzenia takiego urządzenia ograniczone jest wtedy do kilku stopni i staje się możliwe dokładniejsze określenie pozycji źródła promieniowania rentgenowskiego. W obserwacjach miękkiego promieniowania X stosuje się specjalne rentgenowskie klisze fotograficzne, elektronowe przetworniki obrazu oraz liczniki proporcjonalne. Fotony, które wpadają do licznika proporcjonalnego, wywołują wyładowania elektryczne w gazie znajdującym się pomiędzy anodą a katodą. Wielkość tego wyładowania jest proporcjonalna do energii padającego fotonu. Natomiast detektorami twardego promieniowania X są najczęściej liczniki scyntylacyjne. Podstawowym elementem takiego licznika jest kryształ, np. jodek sodu aktywowany talem NaI(Tl). Padające promieniowanie wywołuje w krysztale błyski luminescencyjne, które rejestrowane są przez znajdujący się w bezpośredniej bliskości fotopowielacz. Obecnie w większości teleskopów rentgenowskich stosuje się detektory CCD, podobne do tych, które są używane w cyfrowych aparatach fotograficznych.
Źródła promieniowania rentgenowskiego[ | edytuj kod]
Pierwsze kosmiczne źródło promieniowania rentgenowskiego, Scorpius X-1 znajdujące się w gwiazdozbiorze Skorpiona, zostało odkryte w roku 1962. Pomysłodawcą i pionierem tych obserwacji, które doprowadziły do rozwoju całej dziedziny astronomii rentgenowskiej, był Riccardo Giacconi, późniejszy laureat Nagrody Nobla z fizyki w roku 2002.
Jak pokazały obserwacje, jasność w zakresie promieniowania X dla wielu źródeł o kilka rzędów wielkości przekracza ich jasność optyczną. Obecnie wiadomo, że źródłami rentgenowskimi są przede wszystkim obiekty zawierające gwiazdę zwartą: czarną dziurę, gwiazdę neutronową lub białego karła. Energia w tych obiektach jest wytwarzana przez olbrzymie pole grawitacyjne, a gaz, opadający na zwartą gwiazdę w procesie akrecji nagrzewa się do bardzo wysokich temperatur, rzędu setek milionów kelwinów. To właśnie ten opadający gaz emituje promieniowanie rentgenowskie. Układy złożone z gwiazdy zwartej oraz ze zwykłej gwiazdy, będącej dawcą materii, nazywane są rentgenowskimi układami podwójnymi. Akrecja jest źródłem energii również w centrach aktywnych galaktyk, gdzie gaz opada na czarną dziurę o masie rzędu setek milionów mas Słońca. Oprócz tego, źródłami promieniowania X mogą być takie obiekty jak gromady galaktyk, pozostałości po supernowych, a także (o zdecydowanie mniejszym natężeniu) ciała Układu Słonecznego, na przykład Księżyc. Ponadto, wiele słabych, nierozdzielonych źródeł rentgenowskich tworzy tak zwane tło rentgenowskie.