Naukowcy z Uniwersytetu Kobe opracowali przełomową metodę fotografowania promieni gamma gwiazdy neutronowej, która pozwala uzyskać najbardziej dokładne zdjęcie w historii. Promienie gamma, znane ze swej wysokiej energii, stanowią wyzwanie dla tradycyjnych metod detekcji ze względu na ich krótką długość fali i niezdolność do oddziaływania z materią w taki sam sposób jak inne formy światła. To prowadzi do ograniczonej możliwości obserwacji i badania takich obiektów kosmicznych, jak supernowe i ich pozostałości.
Aby przezwyciężyć tę ograniczoną zdolność obserwacji, zespół astrofizyków z Uniwersytetu Kobe postanowił zastosować niekonwencjonalny materiał wykorzystywany w fotografii – filmy fotograficzne – do detekcji promieniotwórczości. Wykorzystując wysoką czułość tych filmów oraz współczesne techniki akwizycji i analizy danych, badacze ułożyli wiele warstw filmów fotograficznych, które rejestrowały tor ruchu cząstek w wyniku uderzeń promieni gamma – podobnie jak stos naleśników zapisuje kierunek słomki.
Aby utrzymać stabilność i zminimalizować zakłócenia atmosferyczne, stos filmów był przymocowany do naukowego balonu obserwacyjnego, który unosił go na optymalną wysokość od 35 do 40 kilometrów. Jednak ruch balonu stanowił wyzwanie w utrzymaniu orientacji teleskopu. Aby temu zaradzić, dołączono kamery, które rejestrowały pozycję gondoli względem gwiazd.
Kolejnym wyzwaniem było ustalenie dokładnego czasu uderzeń promieni gamma, ponieważ filmy fotograficzne nie rejestrują czasu w sposób naturalny. Aby rozwiązać ten problem, badacze zastosowali mechaniczne urządzenie przypominające zegar, które poruszało dolne trzy warstwy filmu z różnymi prędkościami. Analizując względne przemieszczenie śladów na tych warstwach, można było obliczyć dokładny czas uderzenia i powiązać go z nagraniem z kamer.
Zespół naukowców pomyślnie uchwycił pierwszy obraz za pomocą tej techniki, prezentując wizerunek pulsara Vela, szybko wirującej gwiazdy neutronowej, która emituje promienie gamma jak latarnia morska. Opublikowany w Astrophysical Journal obraz cechuje się niezrównaną dokładnością i rozdzielczością. Badacze zarejestrowali kilka bilionów śladów z precyzją 1/10 000 milimetra, co dostarcza cennych informacji na temat pochodzenia i zachowania emisji promieni gamma przez obiekty kosmiczne.
Ta rewolucyjna metoda stanowi istotny kamień milowy w naszej zdolności do badania promieni gamma i otwiera nowe możliwości obserwacji i zrozumienia najbardziej fascynujących zjawisk we wszechświecie.
FAQ
Jakie jest zastosowanie filmów fotograficznych w detekcji promieni gamma?
Filmy fotograficzne są wykorzystywane jako materiał detekcyjny, ponieważ są bardzo wrażliwe na promieniowanie. Dzięki temu można zarejestrować tor ruchu cząstek w wyniku uderzeń promieni gamma.
Jak badacze poradzili sobie z problemem ustalania czasu uderzeń promieni gamma przy użyciu filmów fotograficznych?
Aby rozwiązać problem braku rejestrowania czasu przez filmy fotograficzne, naukowcy opracowali urządzenie przypominające zegar. Dzięki różnym prędkościom poruszania się poszczególnych warstw filmu można było obliczyć dokładny czas uderzenia.
Definicje
Gwiazda neutronowa
Kompaktowy obiekt powstały w wyniku kolapsu gwiazdy, którego charakterystyczną cechą jest bardzo wysoka gęstość i silne pole magnetyczne.
Supernowa
Eksplozja gwiazdy, która powoduje wybuch materiału na jej powierzchni i emituje dużo energii.
Pulsar
Silnie magnetyzowana gwiazda neutronowa, która emituje wiązkę promieniowania elektromagnetycznego regularnie, podobnie jak latarnia morska.
Źródło
Uniwersytet Kobe: www.kobe-u.ac.jp
The source of the article is from the blog mivalle.net.ar