Přesto, že moji čtenáři za sebou stále ještě nemají technické minimum, jsem se rozhodl občas uveřejnit nějaké důležitější aktuální informace související s naším tématem. Tentokrát významný krok vpřed učinila sonda Fermi a hlavně její tým, samozřejmě. Této sondě se podíváme blíže na zoubek v některém z příštích dílů, určitě si zaslouží více pozornosti. Dnes si ale povíme o horkém (doslova i obrazně) příspěvku této rentgenové sondy k poznání našeho vesmíru. Nejedná se o nic menšího než o objasnění jedné z dlouhodobých záhad moderní astronomie, konkrétně původu tzv. kosmického záření.
Kosmické záření není tvořeno fotony elektromagnetického spektra definovanými určitou energií, tak jak o nich byla řeč v prvním dílu rentgenové astronomie. Tvoří jej relativisticky urychlené částice na energie až 1020 elektronvoltů – pro představu, energie s jakými pracuje NuStar je 6-79 kiloelektronvoltů, energie viditelného světla jsou nějaké 2-3 elektronvolty – mezi částicemi kosmického záření jsou především protony (5-90%) a jádra hélia (9-14%) zbytek jsou pak elektrony, jádra ostatních prvků a další elementární částice. Problém s výzkumem tohoto záření spočívá v tom, že jeho částice v naprosté většině nejsou elektromagneticky neutrální a tak je při jejich putováním kosmickým prostorem z původního směru odklánějí všechna magnetická pole s nimiž se potkají. Díky tomu je většinou naprosto nemožné určit zdroj z něhož ta která částice pochází. To mimochodem neznamená, že studium kosmického záření je zcela zbytečné, například vedlo k objevu některých elementárních částic pozitronu, mionu a pionu.
Ovšem, nebyli by to vědci kdyby si nenašli nějaký způsob jak zapeklitý původ částic kosmického záření prozkoumat. Především už dlouho byly hlavními podezřelými supernovy (o supernovách byla řeč ve třetím dílu rentgenové astronomie). Podezření poprvé vyslovil fyzik jehož jméno ne náhodou nese sonda, která se o objev zasloužila, totiž Enrico Fermi. V poslední době v tom dokonce panovala určitá shoda, která ale byla spíše výsledkem dlouhodobého konsensu založeného na tom, že si jiný mechanismus neumíme představit.
A jak, že se to těm mazaným vědcům podařilo dokázat? Sonda Fermi se zaměřila na zbytky po výbuchu supernov IC 443 (Medůza) a W44, hlavně na horká oblaka rozpínajících se plynových obálek. Data napozorovaná po čtyřech letech touto sondou poprvé v historii umožnila rozeznat v rentgenovém záření produkovaném v rázové vlně těchto oblaků vyzařování typické pro rozpad neutrálního pionu. Rozpad pionu je v daném kontextu velice důležitý jev, celá věc spočívá ve dvou faktech. Za prvé: pion je částice typicky produkovaná při srážce extrémně energetického protonu s jeho normálně energetickým a proto pomalým (bez urážky) kolegou. Za druhé: pion je částice s velmi krátkou životností. Vzhledem k oné krátké životnosti (nějakých 8,4 × 10 -17 s, což je opravdu hodně málo) je zjevné, že piony, jejichž rozpad je indetifikován díky typické vlnové délce gama fotonů, které při rozpadu vzniknou, musejí původní piony pocházet z místa pozorování. Doporučuji ke shlédnutí video ve kterém je celá věc přehledně popsána, pro ty kterým (jako třeba mě) uniká mluvená angličtina, je video opatřeno titulky, ale myslím, že je dostatečně názorné i bez slovního doprovodu.
Tento počin představuje splnění jednoho z primárních cílů mise. Snad také proto, že sonda má tímto tak trochu vyděláno dala NASA amatérským astronomům šanci získat na Fermi svůj pozorovací čas, stačí k tomu jen málo – dobrý nápad na pozorování pomocí jejích přístrojů.
Fermi je sonda NASA původně označovaná jako Gamma-ray Large Area Space Telescope ( GLAST ), zaměřená právě na výzkum tvrdého gama záření. Její hlavní přístroj Large Area Telescope (LAT) je zkonstruován pro přehlídkové snímky oblohy v dosud nevídaném rozsahu enegií 8 keV až 300 GeV. Pro představu se podívejte na infografiku z wikipedie, Fermi zde sice není uveden, ale při pohledu na spodní šipku u vodorovné osy lze snadno nahlédnout, že proužek znázorňující jeho spektrální rozsah by zabíral valnou část grafu nalevo od viditelného světla. Druhým přístrojem na palubě je Gamma-ray burst Monitor (GBM), tvořený v podstatě sadou scintilačních detektorů umístěných po stranách sondy, přístroj je určený především k registraci záblesků gama záření a slunečních erupcí.
Na úvodním obrázku je kompozitní snímek mlhoviny IC 443 známé také jako Medůza. Jsou tu zachyceny GeV gama emise z přístrojů Fermi mají purpurovou barvu, optické vlnové délky jsou žluté, a infračervená data ze Wide-field NASA Infrared Survey Explorer (WISE), jsou zobrazeny jako modré (3,4 mikronů), azurová (4,6 mikronů), zelené (12 mikronů ) a červená (22 mikronů).
Zdroje informací:
http://www.nasa.gov/
http://en.wikipedia.org/
http://www-glast.stanford.edu/
http://fermi.gsfc.nasa.gov/
Zdroje obrázků:
http://www.nasa.gov/images/content/706986main_w44_HERSCHEL_XMM_H3_1600_800-600.jpg
http://www.nasa.gov/images/content/727237main_W44_Multiwavelength_lg.jpg
http://www.nasa.gov/images/content/727241main_WISE_Fermi_lg.jpg
http://gtn.sonoma.edu/images/GLASTsat02.jpg
