Rentgenové observatoře jsou určeny především k výzkumu hlubokého vesmíru, hlavně těch nejbizarnějších objektů, jaké v něm známe – černých děr, kvasarů, pozůstatků po velkolepých výbuších supernov nebo srážejících se galaxií. Avšak občas se stane, že některý z těchto výdobytků kosmických technologií obrátí svůj zrak mnohem blíže – k nám domů do naší Sluneční soustavy.
Jak je NuStar průkopnická mise z pohledu technologií, tak provádí i nad míru zajímavou vědeckou činnost, o kterou nám obohatí letošní vánoce, nadto s příslibem důležitých pozorování do budoucnosti. NuStar tentokrát obrátil svou pozornost směrem ke Slunci. Pokud vám to připadá šílené, jste na tom stejně jako hlavní duše projektu Fiona Harrison, která přiznává, že právě tak jí celý nápad připadal, když jí ho sluneční fyzik David Smith předložil. Použít přístroj určený k pozorování hlubokého vesmíru k pozorování Slunce opravdu není jen tak: použité senzory mívají odpovídající citlivost, a tak obvykle hrozí jejich poškození, ne-li zničení. Ovšem NuStar je po všech stránkách zvláštní případ, pro něj toto pravidlo neplatí. Jde o to, že naše mateřská hvězda v pásmu, pro které je NuStar stavěn, už zdaleka tolik nevyzařuje. Povrchová teplota Slunce je 5800 Kelvinů, což odpovídá právě záření ve viditelném spektru, směrem ke kratším (a proto energetičtějším) vlnovým délkám jeho intenzita prudce klesá, takže v oboru desítek keV už NuStar může svůj zrak beztrestně obrátit přímo na sluneční výheň. Výsledkem jeho počínání se můžete pokochat níže. Data pořízená NuStarem jsou zelené a modré oblasti v horní části snímku, jedná se o vlnové délky 3-5 KeV, pocházející z plynu zahřátého až na 3 miliony stupňů. Oranžovou barvou jsou data pořízená SDO v utrafialovém pásmu na vlnové délce 171 nm, toto záření generuje materiál o teplotě 1 milion stupňů.
Ale není to pouhé pořízení – byť jistě esteticky hodnotného a unikátního – snímku, co Fionu Harrison přesvědčilo, aby takové použití NuStaru připustila. Tato pozorování by mohlo vnést světlo do některých zásadních záhad moderní astronomie.
Jednak je tu potenciální možnost pozorování tzv. nanoflares. Jedná se o teoreticky předpovězené miniaturní erupce. Pokud by se prokázala jejich existence, mohly by vysvětlit jednu z největších záhad sluneční fyziky; ano, nemluvíme tu o ničem menším než o nesrovnalosti mezi teplotou slunečního povrchu (necelých 6000 °C) a sluneční koróny (milióny °C). Zdrojový článek hovoří o přirovnání k plameni vycházejícím z kostky ledu.
To ale ještě není všechno. NuStar by mohl pomoci dokonce i s tou zpropadenou temnou hmotou. Tentokrát se jedná o dlouhodobě podezřelé částice zvané axiony, jejich existenci se dosud také nepodařilo prokázat. I když se může poslední dobou zdát, že v kurzu jsou spíše WIMPy, axiony rozhodně nejsou mimo hru. NuStar pochopitelně nedokáže pozorovat přímo dané částice, ale vysokoenergetické fotony vznikající při jejich předpovězené konverzi v magnetickém poli Slunce.
NuStar je představitelem nové generace rentgenových observatoří. Evoluční linie započatá Einsteinem se již vyčerpala, je nutno pustit ke slovu revoluci. NuStar jako první orbitální observatoř vůbec používá výsuvnou konstrukci mezi optickou částí a částí s detektory záření. To umožňuje použití delších ohnisek, což je právě pro rentgenové observatoře veledůležitý parametr, jelikož s prodlužujícím se ohniskem lze pozorovat v energetičtějších (krátkovlnnějších) oblastech spektra. Zároveň tak bylo dosaženo silné redukce startovních rozměrů – NuStar byl pro své rozměry ve složeném stavu přirovnáván k větší domácí ledničce. Další pozoruhodností je na tomto teleskopu optika. Byl zde poprvé použit nový postup výroby jednotlivých zrcadel volterovského objektivu, zaměřený na snížení hmotnosti. Postup spočívá v použití velmi tenkých skleněných desek podobných těm, které se používají k výrobě displayů pro notebooky nebo mobilní telefony. Tyto desky získávají svůj finální tvar po zahřátí v peci, kde se vlastní vahou ohnou do požadovaného tvaru nad tvarovacími trny. Tak se podařilo do objektivu vměstnat celkem 133 zrcadel. Nadto mají povrch pokovený dvěma sty vrstvami střídavě z wolframu, platiny, křemíku a uhlíku. Tím je zajištěna maximálně efektivní odrazivost pro rentgenové fotony, které jinak tak rády pronikají vším, co jim stojí v cestě. Díky tomu všemu na orbitě krouží rentgenový teleskop schopný pořizovat ostré snímky v dosud nedosažitelných vlnových délkách, a to navíc při hmotnosti pouhých 350 Kg.
Zdroje:
www.nasa.gov/jpl/nustar/sun-sizzles-in-high-energy-x-rays/
http://www.nustar.caltech.edu/news/nustar141222
http://www.nustar.caltech.edu/image/nustar141222a
Zdroje obrázků:
http://www.nustar.caltech.edu
www.nustar.caltech.edu
http://www.spaceflight101.com
