Chandra-röntgenteleskooppi: NASA:n röntgensatelliitti avaruudessa
Chandra-röntgenteleskooppi: Nasan herkkä röntgensatelliitti paljastaa mustat aukot, supernovajäänteet ja galaksien ytimien salaisuudet avaruuden syvyyksistä.
Chandra X-ray Observatory (CXO) on avaruusteleskooppi, jonka NASA laukaisi 23. heinäkuuta 1999 Space Shuttle -avaruussukkulasta (lento STS-93). Chandra on suunniteltu havaitsemaan röntgensäteilyä avaruudesta ja se on yksi herkimmistä ja tarkimmin kuvantavista röntgenteleskoopeista.
Periaate ja rakenne
Chandra on herkkä heikommallekin röntgensäteilylle — se pystyy havaitsemaan lähteitä, jotka ovat jopa satoja kertoja himmeämpiä kuin aiemmat röntgenteleskoopit. Tämä johtuu ensisijaisesti teleskoopin poikkeuksellisen korkeasta kulmatarkkuudesta (on-akselin erotuskyky noin 0,5 kaarisekuntia) ja edistyksellisestä peiliteknologiasta. Peilit ovat matalan tulokulman (grazing incidence) Wolter-tyyppisiä rakenteita, ja teleskoopin polttoväli on pitkä, mikä parantaa resoluutiota ja herkkyyttä. Chandra havaitsee tyypillisesti energioita noin 0,1–10 keV -alueella.
Kierron ja käyttöolosuhteet
Chandra on Maan satelliitti erittäin elliptisellä kiertoradalla, jonka jakso on noin 64 tuntia. Tällainen kiertorata vie satelliitin Maan ilmakehän ulkopuolelle suurimman osan ajasta, mikä minimoi Maasta tulevan häiriön ja mahdollistaa pitkiä, jatkuvia havaintosessioita. Korkean apogeenin ansiosta Chandra voi tehdä hyvin pitkäkestoisia havaintoja ilman varjon aiheuttamaa katkojen.
Instrumentit
Chandra kantaa useita tieteellisiä instrumentteja, joiden avulla voidaan tehdä sekä kuvia että spektroskooppisia mittauksia:
- ACIS (Advanced CCD Imaging Spectrometer) — CCD-pohjainen kuvantaja ja spektrometri, jota käytetään sekä tarkkoihin kuviin että energiaerotuksiin.
- HRC (High Resolution Camera) — erittäin korkean ajan- ja paikkatarkkuuden kamera himmeiden rakenteiden kuvaamiseen.
- HETG (High Energy Transmission Grating) ja LETG (Low Energy Transmission Grating) — läpäisyritilät, jotka yhdessä ACIS:n tai HRC:n kanssa tuottavat korkearesoluutioista röntgenspektriä.
Tieteelliset saavutukset
Chandra on ollut merkittävässä roolissa monissa avaruustutkimuksen läpimurroissa. Sen tarkat kuvat ja spektrejä on käytetty muun muassa seuraaviin tutkimuksiin:
- supernovajäänteiden rakenteen ja räjähdysenergioiden tutkiminen;
- aktiivisten galaksien ytimien, röntgensäteilevien jetien ja mustien aukkojen vaikutusmekanismien kartoittaminen;
- galaksiklusterien kuuman kaasun ja massajakauman mittaaminen — Chandra-data on ollut olennainen myös pimeän aineen ja kaasun erottelun tutkimuksissa;
- tähtien koronien, nuorten tähtien ja tähtienvälisen aineen fysikaalisten olosuhteiden selvittäminen;
- korkearesoluutioisten röntgenspektrien avulla havaittujen atomisten ja ionisten ominaisuuksien analyysi, joka auttaa ymmärtämään esim. galaksien kehitystä ja mustien aukkojen kasvua.
Operointi ja nimi
Chandra on yksi suurista observatorioista, ja se on osa samaa ohjelmakokonaisuutta kuin esimerkiksi Hubble-avaruusteleskooppi, Comptonin gammasäteilyobservatorio (1991–2000) ja Spitzer-avaruusteleskooppi. Teleskooppi on nimetty fysikaalisen tähtitieteen tutkijan Subrahmanyan Chandrasekharin mukaan. Chandraa operoi Chandra X-ray Center (CXC) Smithsonian Astrophysical Observatoryssa yhteistyössä NASA:n kanssa.
Tila ja tulevaisuus
Chandra on toiminut jatkuvasti laukaisusta lähtien ja sen tieteellinen käyttö jatkuu niin kauan kuin laitteet ja ohjausresurssit sen sallivat. Sen pitkä elinaika ja korkea arkistohavaintojen laatu tekevät siitä yhden tärkeimmistä työkaluista avaruuden korkeaenergistä ilmiöitä tutkittaessa.
Chandran röntgensäteilyobservatorio
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on Chandran röntgenobservatorio?
V: Chandra X-ray Observatory on NASA:n 23. heinäkuuta 1999 laukaisema avaruusteleskooppi.
K: Mikä on Chandran herkkyysalue?
V: Chandra on herkkä röntgensäteilylähteille, jotka ovat 100 kertaa himmeämpiä kuin mikään aiempi röntgenteleskooppi.
K: Miten Chandra pystyy saavuttamaan korkean herkkyystasonsa?
V: Chandran peilien suuri kulmaerotuskyky mahdollistaa sen suuren herkkyystason saavuttamisen.
K: Miksi Maassa toimivat teleskoopit eivät pysty havaitsemaan röntgensäteilyä?
V: Maan ilmakehä absorboi valtaosan röntgensäteistä, minkä vuoksi Maan teleskoopit eivät pysty havaitsemaan niitä.
K: Millainen teleskooppi tarvitaan röntgensäteilyn havaitsemiseen?
V: Röntgensäteilyn havaitsemiseen tarvitaan avaruuteen perustuvia teleskooppeja.
K: Millä kiertoradalla Chandra on?
V: Chandra on Maan satelliitti 64 tunnin kiertoradalla.
K: Mikä on Chandrasekharin yhteys teleskooppiin?
V: Teleskooppi on nimetty Subrahmanyan Chandrasekharin mukaan.
Etsiä