Kosmické záření není tvořeno fotony elektromagnetického spektra definovanými určitou energií. Tvoří jej relativisticky urychlené částice na energie až 1020 elektronvoltů – pro představu, energie s jakými pracuje vloni vypuštěný kosmický teleskop NuStar je 6-79 kiloelektronvoltů, energie viditelného světla jsou 2-3 elektronvolty – mezi částicemi kosmického záření jsou především protony (5-90 %) a jádra hélia (9-14 %) zbytek jsou pak elektrony, jádra ostatních prvků a další elementární částice. Problém s výzkumem tohoto záření spočívá v tom, že jeho částice v naprosté většině nejsou elektromagneticky neutrální a tak je při jejich putováním kosmickým prostorem z původního směru odklánějí všechna magnetická pole s nimiž se potkají. Díky tomu je většinou naprosto nemožné určit zdroj, z něhož ta která částice pochází. To mimochodem neznamená, že studium kosmického záření je zcela zbytečné, například vedlo k objevu některých elementárních částic pozitronu, mionu a pionu.
Ovšem, nebyli by to vědci, kdyby si nenašli nějaký způsob jak zapeklitý původ částic kosmického záření prozkoumat. Především už dlouho byly hlavními podezřelými supernovy. Podezření poprvé vyslovil fyzik jehož jméno ne náhodou nese sonda, která se o objev zasloužila, totiž Enrico Fermi. V poslední době v tom dokonce panovala určitá shoda, která ale byla spíše výsledkem dlouhodobého konsensu založeného na tom, že si jiný mechanismus neumíme představit.
A jak že se to těm mazaným vědcům podařilo dokázat? Sonda Fermi se zaměřila na zbytky po výbuchu supernov IC 443 (Medůza) a W44, hlavně na horká oblaka rozpínajících se plynových obálek. Data napozorovaná po čtyřech letech touto sondou poprvé v historii umožnila rozeznat v rentgenovém záření produkovaném v rázové vlně těchto oblaků vyzařování typické pro rozpad neutrálního pionu. Rozpad pionu je v daném kontextu velice důležitý jev, celá věc spočívá ve dvou faktech. Za prvé: pion je částice typicky produkovaná při srážce extrémně energetického protonu s jeho normálně energetickým a proto pomalým (bez urážky) kolegou. Za druhé: pion je částice s velmi krátkou životností. Vzhledem k oné krátké životnosti ( 8,4 × 10 -17 s, což je opravdu hodně málo) je zjevné, že piony, jejichž rozpad je indetifikován díky typické vlnové délce gama fotonů, které při rozpadu vzniknou, musejí původní piony pocházet z místa pozorování. Doporučuji ke shlédnutí video ve kterém je celá věc přehledně popsána. Pro ty, kterým uniká mluvená angličtina, je video opatřeno titulky, ale myslím, že je dostatečně názorné i bez slovního doprovodu.
Tento počin představuje splnění jednoho z primárních cílů mise. Snad také proto, že sonda má tímto tak trochu vyděláno dala NASA amatérským astronomům šanci získat na sondě Fermi svůj pozorovací čas, stačí k tomu jen málo – dobrý nápad na pozorování pomocí jejích přístrojů.
Fermi je sonda NASA původně označovaná jako Gamma-ray Large Area Space Telescope ( GLAST ), zaměřená právě na výzkum tvrdého gama záření. Její hlavní přístroj Large Area Telescope (LAT) je zkonstruován pro přehlídkové snímky oblohy v dosud nevídaném rozsahu enegií 8 keV až 300 GeV. Pro představu se podívejte na infografiku z Wikipedie, Fermi zde sice není uveden, ale při pohledu na spodní šipku u vodorovné osy lze snadno nahlédnout, že proužek znázorňující jeho spektrální rozsah by zabíral valnou část grafu nalevo od viditelného světla. Druhým přístrojem na palubě je Gamma-ray burst Monitor (GBM), tvořený v podstatě sadou scintilačních detektorů umístěných po stranách sondy, přístroj je určený především k registraci záblesků gama záření a slunečních erupcí.
Zdroje informací:
http://www.nasa.gov/
http://en.wikipedia.org/
http://www-glast.stanford.edu/
http://fermi.gsfc.nasa.gov/
Zdroje obrázků:
http://www.nasa.gov/images/content/706986main_w44_HERSCHEL_XMM_H3_1600_800-600.jpg
http://www.nasa.gov/images/content/727237main_W44_Multiwavelength_lg.jpg
http://www.nasa.gov/images/content/727241main_WISE_Fermi_lg.jpg
http://gtn.sonoma.edu/images/GLASTsat02.jpg
Psáno pro: Kosmonautix a Osel.cz
Diskuze:
