Astronomie cu raze X

Astronomia cu raze X  este o ramură a astronomiei care studiază obiectele spațiale prin emisia lor de raze X. Radiația cu raze X este de obicei înțeleasă ca unde electromagnetice în intervalul de energie de la 0,1 la 100 keV (de la 100 la 0,1 Å ). Energia fotonilor cu raze X este mult mai mare decât cea a celor optici, prin urmare, în domeniul razelor X, radiază o substanță încălzită la temperaturi extrem de ridicate. Sursele de raze X sunt găurile negre , stele neutronice , quasari și alte obiecte exotice de mare interes pentru astrofizică . Principalul instrument de cercetare este telescopul cu raze X.

Istorie

Mecanisme de generare a razelor X

Termic

Mecanismul termic este asociat cu capacitatea tuturor corpurilor încălzite de a radia unde electromagnetice datorită mișcării termice a particulelor corpului radiant. Spectrul radiaţiei termice este descris de formula lui Planck . În principiu, toate corpurile care au o temperatură diferită de zero pot radia la orice lungime de undă. Cu toate acestea, există un maxim în spectrul radiației termice, poziția sa depinde de temperatura corpului și este descrisă de legea deplasării lui Wien . Astfel, corpurile încălzite la temperatura camerei (300 K ) radiază în principal în intervalul infraroșu , Soarele și stelele (6000 K) - în domeniul vizibil și gazul cu o temperatură de câteva milioane Kelvin - în raze X. Norii uriași rarefiați de gaz coronal localizați în spațiul interstelar, precum și gazele din părțile interioare ale discurilor de acreție ale sistemelor binare apropiate sau nucleelor ​​galactice active au o astfel de temperatură .

Ciclotron

Radiația ciclotronică este unul dintre tipurile de radiații non-termice. Este generat de electroni care se rotesc în jurul liniilor de câmp magnetic . Frecvența radiației este egală cu frecvența Larmor a electronului și este proporțională cu puterea câmpului magnetic . În cazul câmpurilor magnetice foarte puternice ~ 10 12 −10 14 G , radiația ciclotronului se încadrează în domeniul de raze X [1] . Astfel de câmpuri magnetice sunt realizate în pulsari .

Sincrotron

De asemenea, ca și mecanismul ciclotronului, este non-termic. Radiația de sincrotron este generată și de electroni în câmpurile magnetice, dar în acest caz electronii au viteze relativiste. Energia fotonilor generați depinde de energia electronilor și de energia câmpului magnetic. Adesea există un caz când câmpurile magnetice sunt slabe (~ 10 −4 G) și energiile electronilor sunt foarte mari > 10 13 eV. Acesta este mecanismul de emisie a plerionilor .

Compton

Imprăștirea Compton este unul dintre tipurile de împrăștiere a fotonilor pe electroni, în care un electron și un foton pot face schimb de energie. Cazul în care un electron rapid își transferă energia unui foton se numește efect Compton invers . În spațiul cosmic, există întotdeauna fotoni ai fundalului , precum și radiația stelelor și a prafului. Aceste cuante pot primi energie de la electroni relativiști și sunt transferate din domeniul vizibil și IR către raze X.

Surse de radiații

Soare

Soarele este cea mai strălucitoare sursă de raze X pentru observatorul pământesc. Fluxul său total de la Soare la limita atmosferei terestre este de 0,1 erg /(cm 2 s) [2] . Cu toate acestea, Soarele emite doar o milioneme din energia sa totală în raze X.

Radiația de raze X de la Soare este reprezentată de două componente. Una dintre ele este radiația coroanei solare . Coroana solară este gaz fierbinte, rarefiat de la vântul solar care curge de la suprafața Soarelui. Corona emite un spectru termic continuu, precum și linii de fier puternic ionizat [2] . A doua componentă este radiația din regiunile active. În fotografiile cu raze X și ultraviolete ale Soarelui, acestea apar ca pete luminoase. În regiunile active, câmpul magnetic este înmulțit de multe ori, iar reconexiunile magnetice apar și periodic . Reconexiunile magnetice duc la eliberarea unei cantități enorme de energie, care este cheltuită pentru accelerarea particulelor încărcate la viteze relativiste. În timpul erupțiilor, emisia de raze X de la Soare este amplificată [3] .

Alte stele „normale” sunt, de asemenea, surse de raze X. Mecanismele apariției sale sunt similare cu cele ale soarelui.

Acreting matter

Închide sisteme binare Pulsar cu raze X Bursters Găuri negre Nuclee galactice active

Plerioni (nebuloase ale vântului pulsar)

Gaz fierbinte rarefiat

Instrumente

Razele X sunt absorbite rapid de atmosfera Pământului și nu ajung la sol. Prin urmare, toate receptoarele de raze X trebuie ridicate la înălțimi în care atmosfera este vizibil mai subțire.

Rachete

Baloane

Observatoare spațiale

Vezi și

Note

  1. V. F. Suleimanov Astronomie cu raze X. Preluat la 2 iunie 2011. Arhivat din original la 5 decembrie 2009.
  2. 1 2 Kurt, 1986 , p. 580.
  3. R. T. Sotnikova Soarele în raze X . Consultat la 2 iunie 2011. Arhivat din original pe 20 februarie 2007.

Literatură

Link -uri