Röntgen tähtitiede

Röntgentähtitiede  on tähtitieteen haara, joka tutkii avaruusobjekteja niiden röntgensäteilyn perusteella . Röntgensäteilyllä tarkoitetaan yleensä sähkömagneettisia aaltoja , joiden energia-alue on 0,1 - 100 keV (100 - 0,1 Å ). Röntgenfotonien energia on paljon suurempi kuin optisten, joten röntgenalueella säteilee erittäin korkeisiin lämpötiloihin kuumennettu aine. Röntgenlähteitä ovat mustat aukot , neutronitähdet , kvasaarit ja muut eksoottiset esineet, jotka kiinnostavat astrofysiikkaa. Tärkein tutkimusväline on röntgenteleskooppi .

Historia

Röntgensäteiden synnyn mekanismit

Thermal

Lämpömekanismi liittyy kaikkien kuumennettujen kappaleiden kykyyn säteillä sähkömagneettisia aaltoja säteilevän kappaleen hiukkasten lämpöliikkeen vuoksi . Lämpösäteilyn spektri kuvataan Planckin kaavalla . Periaatteessa kaikki kappaleet, joiden lämpötila on nollasta poikkeava, voivat säteillä millä tahansa aallonpituudella. Lämpösäteilyn spektrissä on kuitenkin maksimi, sen sijainti riippuu kehon lämpötilasta ja sitä kuvaa Wienin siirtymälaki . Joten huoneenlämpötilaan (300 K ) kuumennetut kappaleet säteilevät pääasiassa infrapuna-alueella , Aurinko ja tähdet (6000 K) - näkyvällä alueella ja kaasua, jonka lämpötila on useita miljoonia kelvinejä - röntgensäteissä. Tähtienvälisessä avaruudessa sijaitsevilla valtavilla harvinaisilla koronakaasupilvillä sekä läheisten binäärijärjestelmien tai aktiivisten galaktisten ytimien kertymäkiekkojen sisäosissa olevalla kaasulla on tällainen lämpötila .

Cyclotron

Syklotronisäteily on yksi ei-lämpösäteilyn tyypeistä. Se syntyy elektronien pyöriessä magneettikenttälinjojen ympärillä . Säteilytaajuus on yhtä suuri kuin elektronin Larmor-taajuus ja on verrannollinen magneettikentän voimakkuuteen . Erittäin voimakkailla magneettikentillä ~ 10 12 −10 14 G syklotronisäteily putoaa röntgenalueelle [1] . Tällaiset magneettikentät toteutuvat pulsareissa .

Synkrotroni

Lisäksi, kuten syklotronimekanismi, se ei ole lämpöä. Synkrotronisäteilyä synnyttävät myös elektronit magneettikentissä, mutta tässä tapauksessa elektroneilla on relativistiset nopeudet. Syntyvien fotonien energia riippuu elektronien energiasta ja magneettikentän energiasta. Usein on tapauksia, joissa magneettikentät ovat heikkoja (~ 10 −4 G) ja elektronien energiat ovat erittäin korkeat >10 13 eV. Tämä on plerionien emission mekanismi .

Compton

Compton-sironta on yksi fotonien sironnan tyypeistä elektroneissa, jossa elektroni ja fotoni voivat vaihtaa energiaa. Tapausta, jossa nopea elektroni siirtää energiansa fotonille, kutsutaan käänteiseksi Compton-ilmiöksi . Ulkoavaruudessa on aina taustataustan fotoneja sekä tähtien ja pölyn säteilyä. Nämä kvantit voivat vastaanottaa energiaa relativistisista elektroneista ja siirtyä näkyvältä ja IR-alueelta röntgensäteeseen.

Säteilylähteet

Sun

Aurinko on maallisen tarkkailijan kirkkain röntgensäteiden lähde. Sen kokonaisvirtaus Auringosta maan ilmakehän rajalla on 0,1 erg /(cm 2 s) [2] . Aurinko säteilee kuitenkin vain miljoonasosan kokonaisenergiastaan ​​röntgensäteinä.

Auringon röntgensäteilyä edustaa kaksi komponenttia. Yksi niistä on auringon koronan säteily . Auringon korona on kuumaa, harvinaista kaasua aurinkotuulesta , joka virtaa Auringon pinnalta. Korona emittoi jatkuvaa lämpöspektriä sekä erittäin ionisoituneen raudan juovia [2] . Toinen komponentti on aktiivisten alueiden säteily. Auringon röntgen- ja ultraviolettivalokuvissa ne näkyvät kirkkaina täplinä. Aktiivisilla alueilla magneettikenttä moninkertaistuu, ja myös magneettisia uudelleenkytkentöjä tapahtuu ajoittain . Magneettiset uudelleenliitännät johtavat valtavan energiamäärän vapautumiseen, joka kuluu varautuneiden hiukkasten kiihdyttämiseen relativistisiin nopeuksiin. Soihdutusten aikana Auringon röntgensäteily voimistuu [3] .

Muut "normaalit" tähdet ovat myös röntgenlähteitä. Sen esiintymismekanismit ovat samanlaiset kuin auringon.

Accreting matter

Sulje binäärijärjestelmät Röntgenpulsarit Bursters Mustat aukot Aktiiviset galaktiset ytimet

Plerions (pulsar wind sumut)

Harvinainen kuuma kaasu

Työkalut

Röntgensäteet imeytyvät nopeasti maan ilmakehään, eivätkä ne saavuta maata. Siksi kaikki röntgenvastaanottimet on nostettava korkeuksiin, joissa ilmakehä on huomattavasti ohuempi.

Ohjukset

Ilmapallot

Avaruusobservatoriot

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ V. F. Suleimanov Röntgentähtitiede . Haettu 2. kesäkuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 5. joulukuuta 2009.
  2. ↑ 1 2 Kurt, 1986 , s. 580.
  3. ↑ R. T. Sotnikova Aurinko röntgensäteissä . Haettu 2. kesäkuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 20. helmikuuta 2007.

Kirjallisuus

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat
Bibliografisissa luetteloissa