Óriásrobbanások és fekete lyukak nyomában - a GLAST-szonda első eredményei

Nyilvánosságra hozták a nemrég felbocsátott GLAST-űrteleszkóp első eredményeit. Az augusztus 26-i sajtótájékoztatón többek között bemutattak egy látványos, teljes égboltot lefedő gammafelvételt. A szonda a Világegyetem nagyenergiájú jelenségeit, az úgynevezett gammavillanásokat, valamint a fekete lyukak közelében zajló folyamatokat vizsgálja, és a tesztidőszak után tökéletesen üzemel. 

A GLAST-űrteleszkóp neve mozaikszó, a Gamma-ray Large Area Space Telescope, tehát a nagy látómezejű gammatávcső kifejezés rövidítése. Az űreszköz a gammahullámhosszakba eső, energikus folyamatok sugárzását tanulmányozza. Ennek megfelelően célpontjai között főleg fekete lyukak és a környezetükben felforrósodó anyagkorongok, illetve az ezekből kilökődő anyagsugarak szerepelnek. Tanulmányozza továbbá a gammavillanásokat kiváltó hipernóva-robbanásokat, neutroncsillag-összeolvadásokat, pulzárok, szupernóvamaradványok jellemzőit. Emellett a láthatatlan tömeget (sötét anyagot) is vizsgálja.

A GLAST 2008. június 11-én startolt egy Delta-II 7920-H hordozórakétán. A programban a küldetést vezető USA mellett Franciaország, Japán, Németország, Olaszország és Svédország is közreműködik. A szonda jelenleg alacsony, 550 kilométer sugarú, 28,5 fok pályahajlású körpályáján, 95 percenként kerüli meg a Földet.

A legalább ötéves élettartamra tervezett küldetés a korábbi CGRO-szonda feladatát veszi át, ám annál nagyobb látómezővel, rövidebb reakcióidővel és nagyobb érzékenységgel bír. Műszerei a teljes égboltot naponta 16-szor fedik le. A gyors reakció a gammavillanásoknál fontos: azonosításuk után minél hamarabb riasztani kell a szakembereket, hogy más berendezésekkel célzott és részletes megfigyelést végezzenek az adott villanásról, illetve annak utófényléséről.

A GBM detektor még a laborban

A GLAST két fő műszere a következő.

• LAT (Large Area Telescope, nagy látómezejű távcső): néhány ívperc felbontóképességű teleszkóp, amely 30 MeV - 300 GeV közötti energiatartományban vizsgálja az elektromágneses sugárzást. A sugárzás energiája függvényében néhány ívperc és 3 fok közötti felbontásra képes a forrás azonosításánál. Egyszerre az égbolt közel 20%-át fedi le, és általános felmérést is végez, illetve célzott megfigyeléseket, főleg aktív galaxismagokat, pulzárokat és egyéb energikus környezeteket tanulmányoz.
• GMB (GLAST Burn Monitor, GLAST felvillanás-figyelő): gammavillanásokra vadászó távcső, amely egyik detektorával a 8 keV és 1 MeV, másik detektorával pedig a 150 keV és 30 MeV közötti energiájú elektromágneses sugarakat érzékeli. Közelítőleg 15 fok pontosan képes meghatározni a robbanás irányát rövid idő alatt.

Az első eredmények

A start utáni első két hónap az ellenőrzésekkel és a kalibráló mérésekkel telt. Az alábbiakban ezen időszak eredményeiről adunk áttekintést a NASA augusztus 26-ai sajtótájékoztatója alapján, ahol először is bejelentették, hogy az űrteleszkópot Fermi Gamma-ray Space Telescope-nak nevezték át, ezzel is tisztelegve a nagyenergiájú fizika egyik úttörő kutatója, Enrico Fermi előtt.

Fantáziarajz a Föld körüli pályán üzemelő Fermi Gamma-ray Space Telescope (GLAST) szondáról (NASA)

Az eddigi kéthónapos üzemelés során a LAT detektorral (összesen 95 órányi adatrögzítés keretében) az űrteleszkóp lefedte az egész égboltot. Az alábbi felvételen jól megfigyelhető a Galaxisunk, a Tejútrendszer sávja, számos pulzár, valamint több távoli galaxis. Feltűnő alakzat például a Rák-köd (ez egy 1054-ben felrobbant szupernóva maradványa pulzárral), valamint a Vela-, és a Geminga-pulzár. Érdekes, hogy a negyedik legfényesebb sugárforrás a képen egy igen távoli objektum: a 7,1 milliárd fényévre lévő 3C454.3 jelű blazár, azaz egy ősi és aktív galaxismag a Pegasus csillagképben. Egy hasonlóan részletes teljeségbolt-felvétel elkészítéséhez a gammahullámhosszakon több mint egy évre volt szüksége a korábbi nagy űrteleszkópnak, a CGRO-nak.

Az eddigi mérésekből összeállított teljeségbolt-felvétel, középen a Tejútrendszer centrumával (NASA/DOE/International LAT Team)

A szonda másik fő berendezése is dolgozott a tesztidőszakban: a GBM detektor 31 gammavillanást örökített meg - igaz, a kutatóknak nem volt szerencséjük a villanások helyével: közülük egyik sem jelentkezett olyan pozíción, hogy azt a LAT detektorral is megfigyelhessék.

A 609 millió dollár összköltségű berendezés jelenleg hibátlanul üzemel. A tesztidőszak során nem jelentkezett komolyabb probléma, és úgy fest, teljesíteni tudja öt évesre tervezett elsődleges küldetését.

Áttekintés a GLAST programjáról (NASA)