Рентгеновская космическая обсерватория chandra чандра реферат
Обновлено: 05.07.2024
Чандра — третья обсерватория из четырёх запущенных НАСА в конце 20 начале 21 века. Первым был телескоп Хаббл, вторым Комптон и четвёртым Спитцер
Обсерватория была задумана и предложена НАСА в 1976 году Риккардо Джаккони и Харви Тананбаумом как развитие запускаемой в то время обсерватории HEAO-2 (Эйнштейн). В 1992 году, ввиду уменьшения финансирования, дизайн обсерватории был значительно изменен — были убраны 4 из 12 запланированных рентгеновских зеркала и 2 из 6 запланированных фокальных приборов.
Станция проектировалась на период работы равный 5 годам, однако 4 сентября 2001 года в НАСА было принято решение продлить срок службы на 10 лет, благодаря выдающимся результатам работы.
Содержание
Инструменты
Камера высокого разрешения (HRC) имеет широкое поле зрения и высокое угловое разрешение. Прибор является развитием регистрирующего детектора, работающего на обсерватории HEAO-2. Угловое/пространственное разрешение инструмента составляет около 0,2 угловой секунды, что немного лучше, чем качество изображения, создаваемое рентгеновскими зеркалами обсерватории (0,3—0,4 угловой секунды). Дополнительным преимуществом приемника HRC является его способность регистрировать большое количество фотонов в секунду, что очень важно для наблюдения неярких объектов, таких как чёрные дыры или нейтронные звезды в нашей Галактике.
Спектрометры (ACIS, AXAF CCD Imaging Spectrometer) предназначены для построения изображений рентгеновских объектов с одновременным определением энергии каждого фотона. Принцип работы спектрометров основан на приборах с зарядовой связью (ПЗС, CCD). Приборы являются развитием ПЗС-фотометров, разработанных в Массачусетском технологическом институте и впервые запущенных в японской обсерватории ASCA.
LETG/HETG
Для получения спектроскопии высокого разрешения на обсерватории используются дифракционные решётки, отклоняющие рентгеновские лучи на разные углы в зависимости от их энергии. Отклонённые рентгеновские лучи затем регистрируются детекторами HRC-S. Высокое энергетическое разрешение, достигаемое при помощи дифракционных решёток, позволяет в деталях исследовать, например, свойства межзвёздной среды в нашей и других галактиках.
Открытия
Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 9 сентября 2012.
В 1992 году, ввиду уменьшения финансирования, конструкция обсерватории была значительно изменена — были убраны 4 из 12 запланированных рентгеновских зеркала и 2 из 6 запланированных фокальных приборов. Чтобы компенсировать сокращение числа зеркал и приборов, для "Чандры" была предесмотрена очень высокая и вытянутая орбита. Дело в том, что наземные телескопы могут быстро переключаться с одной цели на другую, а большинство космических телескопов поворачиваются вокруг неба очень медленно, тратя для того, чтобы навестить с одной стороны неба на другую, приблизительно 30 минут. Таким образом, когда Земля блокирует поле зрения низкоорбитального телескопа на несколько сотен километров, достаточного времени просто не хватает для того, чтобы перевести их на другую цель в противоположной области неба, поэтому изображение или запись спектра обрывается, а наблюдения возобновляются лишь после того, как Земля уходит из поля зрения. Из-за этого низкоорбитальные спутники теряют почти половину своего потенциального наблюдательного времени. Высокая орбита "Чандры" позволяет использовать 80% наблюдательного времени для сбора научной информации. Недостаток же столь высокой орбиты заключается в том, что ее не может достичь шаттл, а поэтому инструменты на обсерватории в случае неисправности или появления новых модификаций заменить нельзя. Поэтому к качеству конструирования, строительства и тестирования телескопа, расчитанного на 5-летнюю работу в космосе, предъявлялись очень высокие требования.
Обсерватория "Чандра" состоит из 3 основных частей: рентгеновского телескопа, научных инструментов и космического аппарата, обеспечивающего доставку телескопа на орбиту. Инструментальный модуль позволяет перемещать инструменты как в фокальную плоскость телескопа, так и обратно. Кроме того, модуль содержит электронику, контролирующую работу инструментов. Большое внимание уделено системе теплового контроля, обеспечивающей температурный контроль на всей обсерватории и особенно вблизи рентгеновских зеркал, так как даже незначительные изменения температуры могут повлечь за собой изменение фокуса зеркал и ухудшение качества изображений. Бортовой компьютер станции с программой наблюдения хранит собираемую информацию, которая регулярно передается на Землю во время сеансов связи.
Около десяти лет назад на борту шаттла Колумбия была запущена в космос 25-тонная мечта астрономов - рентгеновская обсерватория Chandra.
Этот аппарат стал самым тяжелым полезным грузом, который космический челнок когда-либо выводил на околоземную орбиту.
Фото: На фоне вечернего неба запуск шаттла (STS-93), несущего на себе ценный груз - космическую обсерваторию Chandra.
Естественно, все научное сообщество ожидало новых открытий. Но до того как телескоп начал передачу данных на Землю, предстояло подготовить его к работе. Внутренняя двигательная установка Chandra должна была вывести обсерваторию на нужную орбиту, затем должна была пройти проверку вся электроника и жизненно-важные механизмы, и только после всесторонних тестирований телескоп передал на Землю первое изображение, приведя в восторг своих создателей и всех, наблюдающих за обсерваторией ученых-астрономов.
Фото: Первое изображение, переданное телескопом Chandra - останки сверхновой звезды Кассиопея A (Cas A).
Спустя лишь два месяца работы в космосе, Chandra передал ученым ошеломляющее изображение другого взрыва сверхновой звезды, Туманности Краба, и впервые показал люминесцентные кольца высокоэнергетических частиц, окружающих ее ядро.
Фото: Изображение Крабовидной туманности, полученное совместными усилиями двух телескопов: Hubble и Chandra.
Совместная работа Хаббла и Чандры привела к подсказкам о том, как вращение пульсирующей нейтронной звезды в центре Крабовидной туманности снабжает туманность энергией, вызывающей ее яркое сияние даже спустя 1000 лет после взрыва.
Chandra также помог астрономам получить больше сведений о квазарах, двойных звездах, пожирающих материю черных дырах и многом другом.
На следующем изображении Chandra показывает центральную часть нашей галактики Млечный путь. Яркий белый участок около центра изображения указывает на супермассивную черную дыру.
Фото: Рентгеновская обсерватория Chandra сфотографировала центральную часть галактики Млечный путь.
Chandra нашел множество черных дыр, и некоторые из самых интересных находок телескопа были сделаны поблизости от них. Например, Chandra дал ученым новую информацию о рентгеновском излучении черных дыр. Чандра также впервые нашел две супермассивные черные дыры в одной и той же галактике (см. фото ниже).
Рентгеновская астрономия родилась в 1960-ых, и Chandra стремительно продвигает вперед эту науку. Uhuru, первый рентгеновский спутник, был запущен в 1970 году и нашел лишь несколько сотен ярких источников излучения. Chandra в сто тысяч раз чувствительнее Uhuru и до настоящего времени уже сделал около 9500 наблюдений.
По словам команды ученых, работающих с телескопом, недавние усовершенствования телескопа помогут ему продолжить свою миссию как минимум до 2019 года. Популярный новостной портал расскажет о том, что происходит в мире.
1. Галактическое пиротехническое шоу
Эта спиральная галактика в созвездии Гончие Псы отдалена от нас примерно на 23 миллиона световых лет. Она известна как NGC 4258 или M106.
2. В центре Туманности Пламя
Скопление звёзд в оптическом изображении от Digitized Sky Survey по центру туманности Пламя или NGC 2024. Сопоставлены изображения, полученные телескопами Чандра и Спитцер, которые показаны в виде наложения и демонстрируют, как мощные рентгеновские и инфракрасные изображения помогают в изучении областей звёздообразования.
3. Внутри Туманности Пламя или Туманности Факел
Это составное изображение показывает звёздное скопление в центре так называемой NGC 2024 или туманности Пламя, которая находится на расстоянии около 1400 световых лет от Земли.
4. Яркая галактика Центавр А
Центавр А - пятая по яркости в небе галактика, поэтому она часто привлекает внимание астрономов-любителей. Находится всего в 12 миллионах световых лет от Земли.
5. Галактика Фейерверк
Галактика Фейерверк или NGC 6946 - спиральная галактика среднего размера примерно в 22 миллионах световых лет от Земли. В прошлом веке в её пределах наблюдали взрыв восьми сверхновых звёзд, из-за яркости она и получила название Фейерверк.
6. Светящийся газ в Млечном Пути
Область светящегося газа в рукаве Стрельца галактики Млечный Путь это туманность NGC 3576, которая находится примерно в 9000 световых лет от Земли.
7. Красивый конец жизни звезды
Такие звёзды, как Солнце могут стать удивительно фотогеничными на закате жизни. Хорошим примером служит планетарная туманность Эскимос NGC 2392, которая находится примерно в 4200 световых лет от Земли.
8. Остаток сверхновой W49B
Останки сверхновой W49B возрастом около тысячи лет находятся на расстоянии около 26 000 световых лет от нас. Взрывы сверхновых, которые разрушают массивные звёзды, как правило, симметричны, с более или менее равномерным распределением звёздного материала во всех направлениях. В W49B мы видим исключение.
9. Туманность Кошачий глаз
Это великолепное изображение с четырьмя планетарными туманностями в окрестностях Солнца: туманность NGC 6543 или Кошачий глаз, а также NGC 7662, NGC 7009 и NGC 6826.
10. Удивительно яркий суперпузырь
Это составное изображение показывает суперпузырь в Большом Магеллановом Облаке (БМО / LMC), небольшой галактике-спутнице Млечного Пути, что находится примерно в 160 000 световых лет от Земли.
11. Туманность Хобот Слона
Когда радиационные ветры от массивных молодых звёзд воздействуют на облака холодного газа, они могут формировать новые звёздные поколения. Возможно, как раз этот процесс запечатлён в туманности Хобот слона (официальное название IC 1396A).
12. Галактика NGC 4945
Изображение центральной области галактики, внешне напоминающей Млечный Путь. Но она содержит гораздо более активную сверхмассивную чёрную дыру в белой области. Расстояние между галактикой NGC 4945 и Землёй составляет около 13 миллионов световых лет.
13. Остаток сверхновой Кассиопея А
Это составное изображение передаёт красивый рентгеновский и оптический вид на остаток сверхновой Кассиопея А (Cas A), расположенной в нашей галактике примерно в 11 000 световых лет от Земли. Это останки массивной звезды, которая взорвалась около 330 лет назад.
14. Крабовидная туманность: энергия 100 000 Солнц
15. Туманность Тарантул
Эмиссионную туманность в созвездии Золотая Рыба также прозвали туманностью Тарантул из-за её светящихся нитей, напоминающих ноги паука. Она находится в соседней галактике под названием Большое Магелланово Облако, и числится среди крупнейших областей активного звёздообразования, расположенных близко к Млечному Пути.
Читайте также: