CHANDRA, NASA’s orbiting X-ray observatory

Скривено од погледа звездочатаца на Земљи, икс-зраке које откривају најжешће догађаје у космосу, фокусира Чандра.

Опсерваторија Чандра, која је добила име по славном астрофизичару (Subrahmanyan Chandrasekhar), је трећа од четири велике опсерваторије NASA-е (Хаблов телескоп, Свемирски телескоп, Комптонова опсерваторија на гама зракама која од недавно не постоји и Свемирска инфра-црвена телескопска опрема која ће бити лансирана ускоро). Послата у орбиту јула 1999, Чандра је наелектрисала астрономију открићима о природи црних рупа, групацијама галаксија и кружним циклусима звезда.

X-ray: Crab Nebula

Године 1054. кинески астрономи су са страхопоштовањем посматрали како звездана консталација Таурус постаје светлија. Звезда је завршила свој живот у катастрофичној експлозији, или супернови, пре 6.000 година, светлећи догађајем који је тек досегао Земљу. Данашњи астрономи остатке те супернове, облаке гаса и прашине дужине шест светлосних година, називају Ракова маглина.

У кори маглине се налази пулсар, врста неутронске звезде, коју је открио радио астроном 1986. године. Свега 20 километара дужине, који се око себе окрене 30 пута у секунди, избацујући честице високе енергије. Када честице излете вани оне губе енергију емитујући радијацију дугих таласа.

XTE J1118+480

У чандриној слици пулсара помоћу икс зрака, научници су по први пут видели крофну материје чији унутрашњи прстен је последица ударног таласа честица које експлодирају из пулсара. Посматрање Ракове маглине различитим таласним дужинама помаже научницима да конструишу комплетну слику тог објекта

Ретки су догађаји у универзуму коју се могу мерити са драмом супернове, експлозивном смрћу звезде.

Звезде познате као бели патуљци могу гомилати материју из оближњих орбита и експлодирати због нуклеарне реакције. Код још масивнијих звезда коре се стапају у гвожђе и оне колапсирају и истовремено експлодирају, понекад остављајући малу, густу неутронску звезду. Експлозијом се ослобађају елементи угљик, кисеоник и гвожђе – уграђени у нову звезду – напуштајући остатке супернове.

Чандра открива икс-зраке из таквих остатака, додајући живописне димензије композитној слици. Када звезда далеко масивнија од нашег сунца исцрпи своје термо-нуклеарно гориво, она колапсира у црну рупу – сићушну тачку у простору са огромном гравитационом силом. Гравитација је толико велика да јој ни светлост не може умаћи, учинивши црну рупу немогућом за опажање. Око такве тачке се налази хоризонт догађаја (even horizon) материје, праг попут ивице сливника. Изван хоризонта догађаја, материја се ковитла у један срастајући диск, постајући толико врела да икс-зрачи.

Чандра помаже да се разјасни природа срастајућег диска проучавањем црне рупе 5.000 светлосних година од Земље, чија маса је је седам пута већа од сунчеве.
Уређај који се зове дифракциона решетка, подметнут на путању икс-зрака тачно иза Чандриних огледала, распршава те зраке према њиховим енергијама и ствара спектар на начин којим призма ствара дугине боје.

На таквом снимку (горе: XTE J1118+480) појављује се сјајна дијагонална линија енергије икс- зрака настале избацивањем материје из сателитске звезде која пада у црну рупу. Анализом спектра икс-зрака астрономи сазнају да срастајући диск лежи најмање 1000 километара од хоризонта догађаја, што је много даље од 60 километара како се некад сматрало.
Црне рупе које су десетинама милиона пута масивније, супер-масивне црне рупе, налазе се у центрима галаксија. Ако такве црне рупе успеју дохватити околну материју, оне могу емитовати снажне икс-зраке. Пример такве је у центру Центауруса А, чији један срастајући диск испаљује млаз честица 15.000 светлосних година дубоко у свемир. Стотине других извора икс-зрака – звезданих црних рупа и неутронских звезда – такође насељавају Центаурус А.

Чандра је открила трећу врсту црних рупа, у галаксији М82 (слика даље). Та црна рупа (најсјајнија тачка), плови 600 светлосних година изван центра те галаксије (крстић лево). Њено икс-зрачење варира по интензитету током три месеца колико је прошло између експозиција, показујући да би то могла бити црна рупа. Због сјаја се намеће закључак да јој је маса већа од 500 сунчевих, што би је сврстало у ред средње великих црних рупа – недостајућу везу између звезданих и супер масивних рођака.

Шта би још могло тамо емитовати икс-зраке. Да би нашли одговор на такво питање астрономи су усмерили Чандру ка јужној хемисвери на мало парче неба које је изгледало црно. За укупно 11 дана током дуже од једне године, Чандра је купила нај-блеђе икс-зраке са тог удаљеног места. Попут борера кроз дубоки свемир и далеку прошлост, резултирајућа слика, названа Deep Field South, јасно показује велику разноликост извора икс-зрака, укључујући светлеће квазаре и активна галактичка језгра покретана супер масивним црним рупама. Чандра омогућава научницима да вире ка галаксијама из много ранијег доба формирања. «То је узбудљиво», каже Harvey Tananbaum, директор Chandra X-ray центра на Смитсонијан астрофизичкој опсерваторији. «Чандра нам показује колико је универзум спектакуларан».

By Michael Klesius, NATIONAL GEOGRAPHIC

CHANDRA, NASA’s orbiting X-ray observatory

www.arhimed.rs.ba | Nauka | arhimed@spinter.net