Расстояния и потому что их можно сфокусировать с помощью специальных телескопов
жүктеу/скачать 19.72 Kb.
|
1 2
срм|
Рентгеновское излучение от космических источников указывает на то, что эти источники нагреваются до температур, превышающих миллион градусов, или что они содержат высокоэнергетические частицы. Недавние рентгеновские телескопы, такие как Рентгеновская обсерватория Чандра и XMM-Newton, наблюдали тысячи космических источников рентгеновского излучения. Эти наблюдения сильно повлияли на наше понимание физики, управляющей эволюцией структур по всей Вселенной. Здесь я рассматриваю и выделяю некоторые из этих важных результатов. Риккардо Джаккони получил в 2002 году Нобелевскую премию по Физика « за новаторский вклад в астрофизику, которые привели к открытию космических источников рентгеновского излучения». Заключительный абзац его Нобелевской лекции, состоявшейся 8 декабря 2002 года, резюмировал важность рентгеновской астрономии: это излучение показывает существование астрофизических процессов, в которых материя нагревается до температур в миллионы градусов или в которых частицы ускоряются до релятивистских энергий. Рентгеновские фотоны особенно подходят для изучения этих процессов, потому что их много, потому что они проникают на космологические расстояния и потому что их можно сфокусировать с помощью специальных телескопов. Это последнее свойство существенно отличает рентгеновское излучение от гаммарайской астрономии. Однако, в более фундаментальном смысле, астрономия высоких энергий имеет большое значение в изучении Вселенной, потому что явления высоких энергий играют решающую роль в динамике Вселенной. В 1960 году Риккардо Джаккони и Бруно Росси опубликовали короткую статью под названием «Телескоп” для мягких Рентгеновская астрономия, в которой описывалась теория и конструкция рентгеновского телескопа. Атмосфера Земли непрозрачна для рентгеновского излучения, поэтому наблюдения за Источники рентгеновского излучения требуют телескопов, расположенных в космосе. Кроме того, длина волны рентгеновского излучения короче 10 ангстрем, и фокусировка этих очень коротких электромагнитных волн предполагает их отражение под очень малыми углами (скольжение) от поверхности зеркала телескопа. Рентгеновский телескоп, представленный Джаккони и Росси, фокусировал рентгеновские лучи и давал четкие изображения рентгеновского неба, которое в то время не было известно. В том же году Джаккони, Джордж У. Кларк и Росси опубликовали прогнозы потоков рентгеновского излучения из нескольких источников за пределами Солнечной системы. Их предсказания указывали на то, что исследования внегалактических источников рентгеновского излучения требовались очень чувствительные и большие телескопы, новые типы детекторов и новые методы анализа данных. Эти ранние теоретические идеи положили начало исследованиям рентгеновской вселенной. С тех пор многие рентгеновские миссии собрали данные, свидетельствующие о том, что насильственные события являются обычным явлением и Вселенная совсем не спокойна. Одним из важных качеств всех рентгеновских миссий был открытый доступ к рентгеновским наблюдениям. Открытый доступ к архивам данных с общими форматами данных, программным обеспечением для анализа, доступностью исходных данных и каталогов источников по-прежнему является особым качеством рентгенологических исследований. НАСА Астрофизика высоких энергий Научные Архивные исследования Веб-страница Центра (HEASARC) 1 содержит подробную информацию о Одним из важных качеств всех рентгеновских миссий был открытый доступ к рентгеновским наблюдениям. Открытый доступ к архивам данных с общими форматами данных, программным обеспечением для анализа, доступностью исходных данных и каталогов источников по-прежнему является особым качеством рентгенологических исследований. НАСА Астрофизика высоких энергий Научные Архивные исследования Веб-страница Центра (HEASARC) 1 содержит подробную информацию о прошлых и нынешних рентгеновских установках и предоставляет доступ к архивным рентгеновским данным и многим каталогам источников (Рисунок 1). Вселенная рентгеновских лучей содержит богатые структуры и следы насильственных событий, связанных с эволюция различных космических объектов. Большинство астрофизических источников проявляют определенный уровень активности , приводящий к рентгеновскому излучению, и в зависимости от качества приборов мы можем изучить их очень подробно. Наблюдения, сделанные Чандрой Рентгеновская обсерватория и XMM-Newton за почти два десятилетия значительно улучшили наше понимание рентгеновской вселенной. Они также поставили новые научные вопросы и расширили сферу теоретических исследований во многих областях астрофизических исследований. Большинство астрономических объектов излучают рентгеновские лучи. Фракция мощность, излучаемая рентгеновскими лучами, варьируется на порядки между различными типами источников и зависит от конкретных физических характеристик источника. Некоторые источники наиболее ярки, когда видны в рентгеновских лучах, в то время как они почти незаметны в других диапазонах волн. Рентгеновское излучение может предоставить ключевую информацию и иметь решающее значение для понимания физических процессов, лежащих в основе природы и эволюции источников. В подавляющем большинстве источников гравитация отвечает за прямое или косвенное генерирование рентгеновских лучей. Рентгеновское излучение может указывать на высокие температуры (>106 К), которые часто наблюдаются в межзвездной среде галактик и внутрикластерной среде скоплений из галактик. Материя, окружающая компактные объекты (черные дыры или нейтронные звезды), имеет высокие температуры из-за гравитационной энергии, выделяющейся в процессе аккреции. Газ также может нагреваться до высоких температур в результате ударов , генерируемых, например, взрывами сверхновых или слиянием различных систем. В некоторых объектах нетепловые процессы, связанные с присутствием высокоэнергетических частиц (электронов, позитронов, протонов и ионов), встроенных в магнитное поле или излучение звездного света, могут доминировать в рентгеновском излучении. Рентгеновское излучение таким образом, можно выделить места сильных и мощных событий , приводящих к нагреву газа и ускорению частиц. Это важно для понимания силы, динамики и эволюции структур во Вселенной. Ранние рентгеновские наблюдения , проведенные в 1960-х годах, показали относительно изотропное (равномерное и плавное) излучение по всему небу. Только несколько ярких В то время были обнаружены источники рентгеновского излучения, в том числе Sco-X1, который был первым обнаруженным внесолнечным Источник рентгеновского излучения (Джаккони, Гурски, Паолини и Росси, 1962). Происхождение этого изотропного излучения, называемого Рентгеновский фон, заинтриговавший многих астрономов. Было неизвестно, было ли это излучение характерно для рентгеновского неба и равномерно распределено повсюду, или состояло из многих отдельные источники, которые не удалось устранить. Рентгеновские миссии в 1980-х и 1990-х годах (например, Einstein, ROSAT) обнаружили звезды, нейтронные звезды, двойные звезды, сверхновые, галактики, квазары и т.д. И составили первые каталоги источников рентгеновского излучения. Эти источники вносили свой вклад в рентгеновский фон, и активные ядра галактик были идентифицированы как доминирующая популяция источников. Однако они не учитывали все излучение, и разрешение оставшихся ~ 30% рентгеновского фонового излучения требовало наблюдений с помощью современных телескопов с высокой чувствительностью и высоким угловым разрешением. Рентгеновская обсерватория "Чандра" была запущена на 23 июля 1999 года. Телескоп "Чандра" содержит рентгеновские зеркала с самым высоким угловым разрешением на сегодняшний день. Он способен разрешать источники рентгеновского излучения, которые меньше на расстоянии 1 угловой секунды друг от друга. Это угловое разрешение значительно лучше, чем у других действующих в настоящее время рентгеновских аппаратов, таких как XMM-Newton2 или NuSTAR.3 Чандра наблюдения произвели революцию в исследованиях рентгеновской вселенной и показали сложную рентгеновскую морфологию , например, остатков сверхновых, звездных скоплений, галактик и скоплений галактик. XMM-Newton имеет самую высокую эффективную площадь среди современных рентгеновских телескопов и лучше всего подходит для спектроскопических наблюдений относительно ярких источников с низким и высоким разрешением. NuSTAR - это фокусирующий телескоп, работающий при энергиях >10 кэВ (выше, чем энергетические диапазоны Чандры и XMM-Newton ), позволяющий проводить спектральные и временные исследования при этих энергиях. Компания Chandra поставила необходимую технологию для изучение рентгеновского фона. Плотность источников рентгеновского излучения увеличивается с уменьшением потока. Преобразование фона рентгеновского излучения в источники требовало обнаружения источников на самом слабом конце (<10-15 эрг/с) распределения плотности источника. Несколько очень длительных наблюдений Чандры за небольшими участками неба, так называемыми глубокими полями, обнаружили тысячи слабых источников, которые были идентифицированы с далекими галактиками и квазарами (Джаккони и др., 2001; Мушоцкий, Коуи, Баргер и Арно, 2000). Совокупный вклад этих источников составил более 90% рентгеновского излучения фоновое излучение, наблюдаемое более ранними рентгеновскими миссиями. Глубинные исследования Chandra получили удивительные пределы чувствительности (Lehmer et al., 2012; Xue et al., 2011; обзор см. в Brandt & Hasinger, 2005) и обнаружили тысячи источников. Большинство из этих источников отбирали образцы различных классов активных ядер галактик и были обнаружены до красных смещений, превышающих z>4. Были также другие типы источников, такие как новый класс рентгеновских ярких, оптически нормальных галактик, галактик со вспышками звезд и звезд. Эти наблюдения показали, что различные астрофизические объекты могут быть найденным во вселенной рентгеновских лучей. Они улучшили наши знания об эволюции активных ядер галактик и росте сверхмассивных черных дыр. Они увеличили число известных активных галактических ядер с высоким красным смещением и позволили исследовать космическое звездообразование в далеких галактиках (рис. 2). 14 августа 1999 года Рентгеновская обсерватория Чандра указала на квазар PKS 0637-752, калибровочную цель, чтобы сфокусировать телескоп. Это наблюдение привело к захватывающему открытию. Квазар, который должен был быть точечным, показал хвост длиной 12 угловых секунд (Шварц и др., 2000). Вскоре стало ясно, что этот хвост был вызван рентгеновским излучением релятивистской струи , которая была известна и наблюдалась ранее на радиочастотах. Рентгеновское излучение стало неожиданностью и было обнаружено только во внутренней прямой части радиоструи. Он исчез в том месте, где на радиокартах показан резкий изгиб струи. Этот Рентгеновская струя простиралась за пределы галактики-хозяина на расстояние около 100 кпк от квазара и превышала общую рентгеновскую светимость 1044 эрг/с (несколько процентов от светимости квазара). Мощные струи были ассоциируется с черными дырами в активных ядрах галактик. Они переносят жүктеу/скачать 19.72 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|
1 2