hirdetés

Melegszik a leghidegebb űrtávcső

2012.02.26. 9:25

Egy év múlva kifogy a hűtőfolyadék a Herschel-űrtávcsőből. Az abszolút nulla fok környékén üzemelő műszer olyan helyszíneket mutatott meg a Világegyetemben, ahova korábban nem sikerült bepillantani.

Majdnem az abszolút nulla fok környékén üzemel a világ jelenlegi legpontosabb infravörös detektora. A bolygónktól 1,5 millió kilométerre keringő Herschel-űrtávcső olyan helyszíneket mutatott meg a Világegyetemben, ahova korábbi műszerekkel, illetve egyéb hullámhosszakon figyelve nem sikerült bepillantani.

Az elmúlt napokban hivatalosan is bejelentették, hogy már csak egy éve lehet hátra az űreszköznek, ugyanis 100 kilogramm alá csökkent a rendszerében lévő folyékony hélium mennyisége. A hűtőfolyadéknak használt hélium nélkül pedig elveszíti különleges érzékenységét.

A leghidegebb égitestek megfigyelése

Az Európai Űrügynökség (ESA) 2009-ben bocsátotta fel a Herschel-űrtávcsövet. A műszer a Föld felszínéről nem vagy csak alig tanulmányozható hullámhosszakon korábban nem látott objektumokat figyelt meg, és sok távoli objektumról a korábbinál részletesebb képet rajzolt.

A Herschel a Világegyetem leghidegebb égitestjeit is képes elemezni a 3,5 méter átmérőjű tükrével összegyűjtött sugárzás révén. Olyan érdekes objektumokat is megfigyel, mint a sűrű csillagközi felhők belső területei, ahol új égitestek születnek. Itt a csillagokkal együtt bolygók is kialakulnak, valamint olyan összetett molekulák is születnek, amelyek az élet kialakulását megelőző, úgynevezett prebiotikus folyamatokban játszhatnak szerepet.

Forrás: NASA/JPL-Caltech/SINGS, ESA, PACS Consortium
Ennyivel jobb az európai Herschel (jobbra) az amerikai Spitzer (balra) űrtávcsőnél. A különbségért főleg a nagyobb átmérő a felelős (NASA/JPL-Caltech/SINGS, ESA, PACS Consortium)

A szonda bolygónktól mintegy 1,5 millió kilométerre található, az egyik úgynevezett Lagrange-féle librációs pontban. Innen megfigyelését alig zavarja a Föld, amely az égboltnak csak kis részét takarja ki. A Herschel képes azokat a hullámhosszakat megfigyelni, amelyeket a bolygónk légkörében lévő vízgőz alig enged át, ezért az ilyen megfigyelések ideálisan Föld körüli pályáról végezhetők.

A leghidegebb és legpontosabb detektor

A műszerek rendkívüli érzékenységének elérésében az alacsony üzemelési hőmérséklet segít: az űrtávcső detektorait működés közben abszolút nulla fok körüli hidegre hűtik közel 2000 liter folyékony héliummal. Emellett néhány további eljárás is segíti, hogy a PACS (Photodetecting Array Camera and Spectrometer) és a SPIRE (Spectral and Photometric Imaging Receiver) érzékelők hőmérséklete állandóan 0,3 kelvin, tehát az abszolút zéró felett mindössze háromtized fokkal legyen. A napsugárzástól és a Föld felől érkező zavaró fényektől egy pajzs védi a szondát, ezen kaptak helyet a napelemek is.

Az űrtávcsövet az állandó napfénytől egy fóliával könnyű megvédeni, ugyanakkor sok alkatrésznek túl alacsony lenne a világűr hidege, ezért néhány egységet a detektornál melegebb állapotban kell tartani. Az érzékelő hűtése viszont az érzékenység és pontosság növeléséhez kell, minél alacsonyabb ugyanis az üzemelési hőmérséklet, annál kisebb a zajszint és gyengébb jel is kimutatható.

Forrás: ESA
A Herschel-űrtávcső pályája az L2 jelű Lagrange-pont körül és a jellemző távolságok a Föld-Hold-Nap rendszerben

Az űrtávcsövet üzemeltető kutatók szerint a műszerből a folyékony hélium 2013 február-márciusa környékén fogy majd el (a detektort hűtő hélium ugyanis felmelegszik és elpárolog), tehát az űreszköz addig folytathatja pontos megfigyeléseit.

Magyar közreműködés

A Herschel-űrtávcső programjában az Magyar Tudományos Akadémia Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézetének (Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont) Infravörös Csillagászati Csoportja is részt vesz a Magyar Űrkutatási Iroda és az Európai Űrügynökség nemzetközi együttműködést szabályozó, úgynevezett PECS programjának, valamint az Országos Tudományos Kutatási Alapprogramok támogatásával. A szakemberek a 2007-ig tartó előkészítő fázisban az űrteleszkóp Herschel Konfúziós Zaj Modelljét fejlesztették, amely csökkenti az égi háttér által létrehozott bizonytalanságot a mérésekben.

A munka során beépítették az észlelők által használandó HSPOT (Herschel Observation Planning Tool) nevű alkalmazást a megfigyeléseket tervező programcsomagba. Tesztelték továbbá a PACS műszert, a Herschel infravörös képalkotó fotométerének és spektrográfjának földi példányát. Elsősorban azt vizsgálták, milyen hatással vannak a hőmérsékletváltozások a detektor szolgáltatta adatokra és azok pontosságára. A szakemberek jelenleg a távcső méréseinek kiértékelésében működnek közre. 


 

Film a Herschel-űrtávcső pályára állásáról (ESA)

A Herschel-űrtávcső legfontosabb felfedezései

Az elmúlt három évben sok érdekes megfigyelés és felfedezés kapcsolódott az űrtávcsőhöz, ezek többsége más műszerekkel nem is lett volna elérhető.

  • 2011-ben első alkalommal sikerült molekuláris oxigént kimutatni a csillagközi térben. Az anyag fontos szerepet játszhat a kémiai átalakulásokban.
  • A TW Hydrae fiatal csillag körüli anyagkorongban vízgőzt mutatott ki a Herschel. A mérések során az itt születő bolygórendszerben a földi óceánok vízmennyiségének közel fél százaléka mutatkozott. A molekulák feltehetőleg az anyagszemcsék felszínéről szabadulnak fel, és becslések szerint a teljes mennyiségük a korongban több ezerszerese lehet a földi óceánokénak.
  • A Napunkhoz hasonló, de sokkal fiatalabb EX Lupi csillag megfigyelése során sikerült azonosítani azt a fázist az anyag fejlődésében, amelynek során a csillagközi térben még amorf szerkezetű szilikátszemcsék a születő csillag körüli korongban, az ott fellépő hőhatás nyomán kristályos szerkezetűvé alakulnak. A kutatómunka eredményéről Ábrahám Péter vezetésével, több magyar szakember közreműködésével született cikk a Nature folyóiratban.
  • Az űrtávcsővel a 103P/Hartley 2 üstökösnél sikerült pontosan kimérni a deutérium/hidrogén arányát. Míg korábban általában az üstökösöket tartották a Földre vizet hozó objektumoknak, addig az elmúlt évek során a kisbolygók kerültek előtérbe. A Herschel rámutatott, hogy a helyzet ennél bonyolultabb Léteznek ugyanis olyan kométák, amelyekben az izotópok aránya megegyezik a Földön megfigyelttel - tehát egykor ezek is hozhattak vizet a Földre.
  • A Herschel mérései alapján megállapították, hogy az Enceladus holdról kilövellt vízmolekulák egy része a Szaturnusz és a Titan hold légkörébe jut. Ennek lebomlásával oxigén keletkezik, amely agresszív kémiai anyagként jelentősen befolyásolhatja az ott zajló kémiai folyamatokat.
  • Kimutatták, hogy a Nagy Magellán-felhőben, a Tejútrendszer kísérőgalaxisában 1987-ben fellángolt szupernóva (SN 1987A) sok port szórt szét robbanása révén. A hasonló robbanások fontos szerepet játszhatnak a csillagközi anyag porral történő gazdagításában.
  • A Herschel ismeretlen eredetű, torzult anyaggyűrűt azonosított a Tejútrendszer belső vidékén. A sűrű csillagközi molekulafelhőkből álló alakzat tömege közel 30 milliószorosa a Napénak, és eredetét eddig nem sikerült megfejteni.
  • Az űrtávcső mérései alapján a Neptunuszon túli apró égitestek felszíne részben foltosnak tűnik, és metán is előfordul rajtuk jég formájában. A Haumea törpebolygóról kimutatták, hogy háromtengelyű forgási ellipszoid alakot mutat, és a felszínén nincsen a holdi regolithoz hasonló törmeléktakaró.
 

A Herschel-űrtávcső működése

A Herschel-űrtávcső összességében több olyan csillagkeletkezési régió belső szerkezetét figyelte meg, amelynél más módszerekkel nem azonosítható részletek mutatkoztak, az eredmények pedig közelebb vittek a csillag- és ezzel együtt a bolygókeletkezés folyamatának jobb megértéséhez. A Herschelhez hasonló mérésekre lesz majd képes a részben szintén az infravörös tartományban vizsgálódó James Webb űrtávcső is, amely a tervek alapján 2016-ban startol.

KAPCSOLÓDÓ CIKK

Most
Top 12 óra
Ajánlat
Ajánlat
Ajánlat