A "Herschel" Megfigyelőközpont befejezte munkáját • Kochina Olga • Tudományos hírek a "Elemekről" • Csillagászat, űrkutatás

A “Herschel” űrmegfigyelő központ befejezte munkáját

Herschel Obszervatórium és Rosette köd. Az Európai Űrügynökség weboldalának képe: www.esa.int

2013. április 29-én a Herschel Space Infrared Observatory kimerítette a hélium hűtőrendszert, és hivatalosan befejeződött a legátfogóbb projekt, amely az infravörös tartományban feltárja az Univerzumot. A vizsgált tárgyak természetéből adódóan a Herschel Obszervatórium befejezésének oka, mint az előző küldetések esetében, a további hűtésre való képtelenség.

Négy évvel ezelőtt, 2009. május 14-én elindították, az űrkutatás teljes mértékben igazolta az emberi szemmel nem elérhetõ infravörös spektrum elsõ kutatójának tiszteletére – William Herschel.

A Herschel Obszervatórium nem volt az első ilyen. Az infravörös égbolt mintájára vonatkozó elődei az 1983-ban indult IRAS Observatories és az 1995-ben elindított ISO, valamint a Spitzer és Akari távcsövek, amelyek 2003-ban és 2006-ban kezdték meg a munkájukat. Azonban Herschel nem csak egy újabb előrelépés volt, hanem egy igazi áttörés: a 3,5 méteres tükörméretű Herschel teleszkóp, a legnagyobb az űrkutatások között,műszaki jellemzői jelentősen meghaladták az előző teleszkópokat, ami lehetővé tette a pontosabb és részletesebb adatok megszerzését. A spektrális lefedettség szélessége miatt a Herschel egyfajta híd, amely átfedi mindkét tartományt – az űrkutatási megfigyelő elődeinek infravörös tartományát és a földi távcsövek alsó mérési tartományát. Herschel a submillimeterről a távoli infravörös tartományba (672-55 mikron) dolgozott, és az egyetlen olyan teljes körű megfigyelőközpont volt, melynek tanulmányait a spektrumnak ezen a részén szentelték, ami egyedülálló módon segítette a kapott adatokat.

Az űrkutatási objektumok különböző spektrális régiókban a sugárzás forrásai, a hosszúhullámú rádió-kibocsátástól a rövid hullámú röntgensugárzásig és a gamma-sugárzásig. Ugyanez a tárgy állhat rendelkezésre a spektrum különböző területein végzett kutatásokhoz, de az egyes régiókban a sugárzás által jelzett folyamatok eltérőek. Az infravörös és a submillimeter tartományok információt szolgáltatnak a hideg tárgyakról, amelyek sugárzása vagy a külső forrásokból származó abszorbeált fotonok újbóli kibocsátása, vagy saját hősugárzásuk.Az ilyen tárgyak vagy nem bocsátanak ki a magasabb energiatartományokban, például optikai vagy ultraibolya sugárzással, vagy nagyon kevés kibocsátást adnak, és optikai és ultraibolya teleszkópjaik felderítése és vizsgálata nehéz, ha nem lehetetlen. Így az infravörös teleszkópok fő "specializálódása" a galaxisok, a csillagképző régiók és a prototópok, a porlemezek, az aszteroidák. Az infravörös tartományban hideg csillagok is megfigyelhetők – barna törpék. A barna törpe termonukleáris folyamatok nem elégítenek elég csillagot az optikai tartományban lévő fényes sugárzáshoz, ezért főként infravörös teleszkópok segítségével figyelik őket.

Ábra. 1. A "Herschel"
1. A szuperfluid héliummal ellátott tartályt forrásponton (1,65 K vagy -271,5 ° C) tárolják. A hélium hűti a fókuszsíkban és a három hőmérsékleti képernyőn található tudományos műszereket. A folyékony gáz felszínén való forrásból történő forralás folyamata során a tartályból lassan szivárog a csomópontokba, amelyek a hasznos teher köré csavarodnak, és 1,7 K-tól 4 K-ig terjedő hőmérsékletre hűtik.
2. Ezután a gáz szivárog a hőmérséklet-szűrők gyűrűibe, 30 K-ra, 50 K-ra és 60 K-ra hűtve.
3. Cryostatic Dewar tartály, amely tartályt tartalmaz superfluid héliummal. A gázt felszabadítják a világűrbe. Az edényt körülbelül 70 K hőmérsékletre hűtjük úgy, hogy hőt küldünk a térbe.
ESA / PACS / SPIRE kép / Martin Hennemann & Frédérique Motte, Laboratoire AIM Paris-Saclay, CEA / Irfu – CNRS / INSU – Univ. Paris Diderot, Franciaország

Sok hideg tárgynak az abszolút nullahoz közel eső hőmérséklete van, és egy melegebb eszközzel próbál megfigyelni, hasonlóan ahhoz, hogy megpróbáljon látni egy csillagot a nappal teli napfényben. Ezért az infravörös megfigyelőközpont működésének kulcseleme a hűtés, és működésének időtartamát a hűtőfolyadék-ellátás határozza meg. Mindhárom Herschel eszközt (HiFi, PACS és SPIRE) egy kriosztáttal hűtöttük (1. Amikor a megfigyelőközpont elindult, több mint 2000 liter szuperfluid héliumot helyeztek el egy speciális Dewar-edénybe, amelynek hőmérséklete -271 ° C alatt volt. A héliumot állandó hőmérsékleten elpárologtatva fokozatosan kiürítettük az edényt. Az EoHe (heliumvég) elérésének pillanatában – a héliumtartalékok kimerülésénél – számos megfigyelői hőmérséklet-érzékelőt telepítettek. 2013. április 29-én kettő túllépte a megengedhető hőmérsékletet, ami lehetővé tette, hogy hivatalosan bejelentsék az EoHe pillanatát.

Ábra. 2. Az Andromeda galaxis képe, melyet a Herschel Obszervatórium segítségével szereztek be.Az Andromeda-galaxis képében a fényes piros területek a csillagkép kialakulásának területei, amelyek a Herschel-tanulmány egyik fő célja volt. A kép színkódolása mutatja a régiók hőmérsékletét: a hidegtől (több tíz Kelvin fok) a pirostól a melegebb kékig. © ESA / Herschel / PACS & SPIRE konzorcium, O. Krause, HSC, H. Linz

Munkája során a Herschel különböző tárgyakra, a galaxisokra (2. ábra), a molekuláris felhőkre, a csillagok körüli porhártyákra, az aszteroidákra, köztük az Apophis aszteroidára (3. ábra) terjedt ki, amelyek 2029-ben a Föld közelében haladnak.

Ábra. 3. Az Apophis aszteroida képét a Herschel Obszervatórium segítségével három hullámhosszon: 70, 100 és 160 μm, a Föld közelében, 2013. január 5-6. Ezek a képek segítenek a csillagászoknak, hogy pontosabban becsüljék az aszteroida pályáját, amely 2029-ben közelíti a Földet számos műhold geostacionárius pályájához. © ESA / Herschel / PACS / MACH-11 / MPE / B. Altieri (ESAC) és C. Kiss (Konkoly Obszervatórium)

A Herschelben kapott egyedülálló képek a csillagkép formájának illusztrált történetének szolgáltak (4. Lehetővé tették a turbulencia gázturbinájának mechanizmusa újbóli feltárását, ami hideg molekuláris felhők rostos szerkezetének kialakulásához vezet.Ha a körülmények megfelelőek, akkor a gravitáció, amely elkezdődik, a szálakat kompakt magokra osztja. Az ilyen magok mélyén lévő protósztárok kissé felmelegítik a környező port. Csak néhány fok felett az abszolút nulla, de elég ahhoz, hogy a Herschel érzékeny eszközei feltárják helyüket.

Ábra. 4. Starburst Cygnus-X (Cygnus-X). A Herschel Obszervatórium segítségével kapott fényképen kaotikus por- és gázhálózatok jelennek meg, amelyek a tömegszellemképző pontokat jelzik. Az észak a jobb alsó részén, a jobb felső részén keletre. ESA / PACS / SPIRE kép / Martin Hennemann & Frédérique Motte, Laboratoire AIM Paris-Saclay, CEA / Irfu – CNRS / INSU – Univ. Paris Diderot, Franciaország

Herschel szintén megtalálta a vízgőzt az újszülött csillagokat körülvevő protoplanetáris tárcsákban és még több vizet a jégben a porrészecskék felületén és üstökösökben. A Herschel által a Naprendszeren belüli Hartley-2 üstökös vizes jég összetételére vonatkozóan kapott információk alapján megállapítható, hogy a vízkürtök izotóp-aránya közel azonos a Föld óceánjainak vizében.

A távoli galaxisok csillagképzésének tanulmányozása során a megfigyelőközpont megállapította, hogy néhány ilyen folyamat sokkal intenzívebben zajlott le, mint a Tejútban, még akkor is, amikor az Univerzum nagyon fiatal volt.Hogy egy galaxis képes fenntartani az ilyen csillagkép kialakulását az univerzum életének első milliárd évében, még mindig megoldatlan rejtély a tudósok számára, akik a galaxisok kialakulását és fejlődését tanulmányozzák.

Bár a megfigyelőközpont abbahagyta a munkáját, a segítségével kapott adatok mennyisége annyira nagy, hogy a csillagászok sok éven át foglalkoznak feldolgozásukkal és megértésükkel. A Herschel által szerzett tudományos adatok elérhetők az Európai Űrügynökség honlapján, ahol bárki megismerheti őket.

Remélhetőleg az infravörös megfigyelések szünete nem tart sokáig. Hamarosan 2018-ban tervezik egy új infravörös megfigyelőközpont elindítását – a James Webb nevű távcsövet, amely a közeli és a középső infravörös tartományban felfedezi az Univerzumot. Oroszországban egy hosszabb hullámú mű projektet vizsgálnak – a Millimetron űrkutatási központot.

forrás:
1) A Herschel Obszervatóriumot használó kutatási adatok az Európai Űrügynökség honlapján.
2) A Herschel kutatóközpont (Herschel Science Center, HSC) által alapított csillagászati ​​kutatóhely a Herschel (Herschel Astronomers 'website) segítségével.

Olga Kochina


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: