Zvětšit obrázek

Graf znázorňujúci teplotu extragalaktického (mimogalaktického) pozadia, nameranú v rámci projektu ARCADE v júli 2006. Údaje zodpovedajú spektru žiarenia absolútne čierneho telesa s teplotou kozmického mikrovlnného pozadia 2,729 +/- 0,004 K. Prekvapením je však nečakane vysoká intenzita mimogalaktického rádiového pozadia, ktorej príčina ostáva zatiaľ záhadou. Zdroj: stránka ARCADE 2006 Results

Na úvod Astronomického roka prišli vedci z Goddardovho centra pre vesmírne lety NASA (Goddard Space Flight Center) s prekvapujúcou správou, že rádiový šum, ktorý namerali, je šesťkrát silnejší, než pôvodne očakávali. K takémuto výsledku dospeli na základe analýz údajov z kozmického rádiometrického projektu ARCADE 2 (Absolute Radiometer for Cosmology, Astrophysics, and Diffuse Emission).

Zvětšit obrázek

Veľmi citlivý systém ARCADE na detekciu vesmírneho rádiového šumu. Sedem presných rádiometrov chladených 1800 litrami tekutého hélia na teplotu 2,7 stupňov nad absolútnou nulou striedavo (ako nad nimi rotuje otvor do voľného priestoru a kalibračný terčík) mapuje rádiové pozadie oblohy, alebo meria definovanú hodnotu kalibračného terčíka. Kredit: NASA/ARCADE

Sústavu citlivých rádiometrov ešte v júli 2006 vyniesol do vrchných vrstiev atmosféry, do výšky asi 37 kilometrov, špeciálny výskumný balón NASA z jej balónovej základne v mestečku Palestine v americkom štáte Texas. Pôvodným cieľom ARCADE bola detekcia tepelného žiarenia, ktoré predstavuje časom erodované stopy nukleárneho rozžatia prvej generácie hviezd a vzniku prvých galaxií pred asi 13timi miliardami rokov.

Členov výskumného tímu Alana Koguta však nameraný signál veľmi prekvapil – bol 6 x intenzívnejší, než by ktokoľvek z nich očakával. Nasledovalo dlhé obdobie spracovania a analýz získaného záznamu, ktoré vylúčili, že zdrojom zvýšeného signálu sú práve skúmané prvopočiatočné hviezdy prvej generácie a galaxie, v ktorých vznikali, alebo iné, doteraz známe rádiové zdroje vrátane oblakov plynu vo vonkajšom halo na hraniciach našej Galaxie. Vysvetlenie  neponúkajú ani ostatné galaxie a ako tvrdí Dale Fixsen z Univerzity v Marylande, ani všetky takzvané rádiové galaxie, ktoré intenzívne vyžarujú v rádiovom spektre nevysvetľujú intenzitu nameraného šumu: „Museli by ste ich do vesmíru natlačiť nahusto ako sardinky. Medzi nimi by neostal takmer žiadny prázdny priestor.“ 
Presnejšie – vysvetlenie intenzity rádiového šumu na frekvencii 3,2 GHz by si vyžadovalo v každej asi 150milióntine oblohy okolo tisíc rádiových galaxií. Z hľadania vysvetlenia sa tak stalo riešenia záhady, ktorú nečakane projekt ARCADE doslova zniesol z neba.

Zvětšit obrázek

Celooblohová rádiová mapa s farebne vyznačenými siedmimi percentami - oblasťou, ktorú zmapoval projekt ARCADE. Rovina našej špirálovej Galaxie prechádza horizontálne stredom obrázku. Kredit: NASA/ARCADE

Srdcom projektu bolo 7 presných kryogénnych rádiometrov, chladených 1800 litrami tekutého hélia na teplotu 2,7 stupňa, čiže na teplotu kozmického mikrovlnného pozadia, aby samotné prístroje nevnášali do merania vlastný rušivý tepelný šum. Výsledné merania v niekoľkých pásmach najvyšších rádiových frekvencií (centimetrové vlny:  3,3;  8,3; 10,2 a 30  GHz a milimetrové vlny: 90 GHz) poskytujú rádiovú mapu siedmich percent celej oblohy. Všetky podrobné informácie, spracované vo forme vedeckých článkov predložených v závere minulého roka na uverejnenie v odbornej tlači sú voľne prístupné na stránke ARCADE 2006 Results.  

(Poznámka: Rádiové žiarenie našej Galaxie odhalil v roku 1931 americký fyzik Karl Jansky (1905 – 1950), vnuk imigrantov z Čiech).

Zdroj:  ARCADE 2006 Results   
Universe Today 

Budúcnosť výskumu kozmu počíta s balónmi

Zvětšit obrázek

Pohľad na nový typ výskumného balónu cez optiku ďalekohľadu. Kredit: Columbia Scientific Balloon Facility

NASA už bezmála polstoročie využíva špeciálne, héliom plnené balóny na vynášanie rozmanitých prístrojov do stratosféry, kde s minimálnymi rušivými vplyvmi prebiehajú merania kozmického elektromagnetického žiarenia na rôznych frekvenciách (infračervené, ultrafialové, röntgenové žiarenie, oblasť spektra viditeľného svetla a gama žiarenie). Cieľom projektu balónového výskumu je však aj zemská atmosféra. Balóny sa osvedčili ako veľmi efektívna cesta výskumu, minimálne 4 krát lacnejšia ako využitie tej najekonomickejšej vesmírnej sondy. Zaujímavý je aj časový faktor – ak sú pripravené prístroje (do 3 630 kg) a projekt je schválený, bežný výskumný let, trvajúci do 40 hodín vo výške do 43 km sa môže uskutočniť za pol roka, dlhotrvajúci, až trojtýždenný let do jedného roka. Balóny zo špeciálne vyvinutých 0,8 milimetrov tenkých materiálov, ktoré dlhodobo udržia zvýšený vnútorný tlak hélia však dokážu zotrvať v stratosfére 3 až 4 mesiace.
Významnou výhodou je, že prístroje po ukončení letu sa dajú použiť a prispôsobiť pre ďalšie podobné projekty.

Zvětšit obrázek

Veľkosť výskumného balóna (nie vysokotlakového): objem 52,6 miliónov kubických stôp predstavuje takmer 1,5 milióna kubických metrov; 26 míľ – 42 kilometrov švov a 16 akrov – 65 tisíc metrov štvorcových materiálu. Na zemi sa balón nafúkne len sčasti, aby sa pri stúpaní, keď sa znižuje okolitý atmosférický tlak, mohol rozpínať. Zdroj: NASA

Práve v týchto dňoch NASA oznámila, že úspešne prebieha test nového prototypu výskumného vysokotlakového balónu, ktorý by sa mal stať kľúčom na bráne k novej ére výskumov vo vrchných vrstvách atmosféry. 28. decembra 2008 z antarktickej stanice McMurdo vzlietol balón s objemom asi 200 tisíc metrov kubických do výšky 34 km a v týchto stratosférických výškach sa v čase zverejnenia tejto správy  vznášal už jedenásty deň. Je to v histórii najväčší jednokomorový, vysokotlaký (vnútorný tlak hélia prevyšuje vonkajší atmosférický tlak), uzavretý (bez spodného otvoru) balón. Na konci tejto cesty výskumu a vývoja by mal vzlietnuť trikrát väčší vysokotlaký balón s objemom 622 kubických metrov a do výšky asi 34 km na minimálne 100 dní vyniesť tonu vážiaci rozsiahly multifunkčný systém prístrojov.
Test nového balónu overuje najmä nový typ špeciálneho ultraľahkého a ultratenkého polyetylénového materiálu s hrúbkou  mikroténovej potravinovej fólie. Plán dĺžky letu počíta s desiatkami až stovkou dní.

Spolu s týmto experimentálnym balónom vzlietli z antarktickej stanice na svoj výskumný dlhotrvajúci let i dva ďalšie štandardné balóny. Pod jedným z nich sa vznášajú prístroje na nepriame rádiové meranie extrémne vysokoenergetických neutrín, ktoré do našej atmosféry prilietajú z oblastí mimo Mliečnej dráhy (University of Hawaii). Druhý vyniesol do stratosféry zariadenia na priamu detekciu vysokoenergetických častíc, ktoré by mali pochádzať zo vzdialených supernov v našej Galaxii (projekt CREAM, University of Maryland). Už z týchto dvoch projektov je zrejmý ďalší, pre nás takmer nepredstaviteľný význam – projekt balónových výskumných letov ponúka americkým univerzitným študentom možnosť zapájať sa do veľmi kvalitných a zmysluplných výskumných úloh. 

Zdroj: NASA News
Stránky projektov NASA pre lety výskumných balónov