เว็บสล็อต กล้องโทรทรรศน์รังสีเอกซ์ Chandra ของ NASA ฉลองครบรอบ 20 ปีในอวกาศ

เว็บสล็อต กล้องโทรทรรศน์รังสีเอกซ์ Chandra ของ NASA ฉลองครบรอบ 20 ปีในอวกาศ

เว็บสล็อต ยานอวกาศเปิดตัวในเดือนกรกฎาคม 2542 และได้ค้นหาท้องฟ้าตั้งแต่นั้นเป็นต้นมาในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2542 หอดูดาวรังสีเอกซ์จันทราของ NASA ได้ขึ้นยานกระสวยอวกาศโคลัมเบียเพื่อสแกนท้องฟ้าด้วยความยาวคลื่นของแสงที่ตามนุษย์มองไม่เห็น ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา จันทราได้ทำเช่นนั้น โดยรับรังสีเอกซ์พลังงานสูง ซึ่งสามารถตรวจจับได้จากชั้นบรรยากาศเหนือโลกเท่านั้น

Belinda Wilkes ผู้อำนวยการศูนย์ X-ray ของ Chandra และนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ กล่าวว่า “Chandra ยังคงไร้ซึ่งความสามารถในการค้นหาและศึกษาแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ “เนื่องจากแหล่งกำเนิดทางดาราศาสตร์แทบทุกแห่งปล่อยรังสีเอกซ์ เราจึงจำเป็นต้องมีกล้องโทรทรรศน์อย่างจันทราเพื่อดูและเข้าใจจักรวาลของเราอย่างเต็มที่”

หนึ่งในภาพแรกของยานอวกาศที่เผยแพร่เมื่อวันที่ 26 สิงหาคม พ.ศ. 2542 

เผยให้เห็นรังสีเอกซ์จากดาวนิวตรอนหรือหลุมดำที่ใจกลางของแคสซิโอเปีย Aซากของดาวระเบิดที่พบอยู่ห่างจากโลกประมาณ 11,000 ปีแสง ( SN: 9 /4/99, น. 148 ).

ตั้งแต่นั้นมา จันทราก็ได้สอดแนมวัตถุในจักรวาลที่มีความหลากหลายเช่นเดียวกับการรวมกลุ่มกระจุกดาราจักรในจักรวาลอันไกลโพ้นหลุมดำในใจกลางทางช้างเผือกและดาวศุกร์ ที่อยู่ติดกัน ( SN: 12/8/01, p. 357 ) ปรากฏการณ์บางอย่างที่จันทราทำการสำรวจในวันนี้ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดเมื่อกล้องโทรทรรศน์เปิดตัว เช่น รังสีเอกซ์ที่ปล่อยออกมาภายหลังการปะทะกันของดาวนิวตรอนที่ปล่อยคลื่นโน้มถ่วงออกมาด้วย ( SN: 2/17/18, p. 17 )

เพื่อเป็นการเฉลิมฉลองครบรอบ 20 ปีของหอดูดาว NASA ได้เผยแพร่ภาพ 6 ภาพที่เน้นความกว้างของสิ่งที่รังสีเอกซ์สามารถเปิดเผยได้ ภาพเหล่านั้นซึ่งแสดงข้อมูลเอ็กซ์เรย์รวมกับการสังเกตด้วยแสงและการสังเกตการณ์ประเภทอื่นๆ รวมถึงบริเวณที่เกิดดาวฤกษ์และผลที่ตามมาของการตายของพวกมัน การชนกันของกระจุกดาราจักร และแหล่งกำเนิดของหลุมดำมวลมหาศาล

แถวแรกของภาพด้านบนด้านบน จากซ้ายไปขวา แสดง Abell 2146 (ผลจากการชนกันของกระจุกดาราจักรขนาดใหญ่สองกระจุก) บริเวณรอบหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางทางช้างเผือก และ 30 Doradus ซึ่งเป็นบริเวณที่เกิดดาวฤกษ์ใกล้กับทางช้างเผือก

ในแถวที่สองของภาพบนสุด 

จากซ้ายไปขวา มีกระจุกดาวมวลสูงและรุนแรงที่เรียกว่า Cygnus OB2 ซึ่งเป็นบริเวณที่ก่อตัวดาวฤกษ์ที่เรียกว่า NGC 604 ในดาราจักร Messier 33 ที่อยู่ใกล้เคียง และซากซุปเปอร์โนวาที่เรียกว่า G292

การค้นพบเผยให้เห็นว่าวัตถุเหล่านี้ส่องสว่างในจักรวาลเป็นครั้งแรกหลังจากเกิดบิ๊กแบงประมาณ 900 ล้านปี โรเบิร์ต เอช. เบกเกอร์ นักสำรวจจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิส และห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์ ลิเวอร์มอร์ (แคลิฟอร์เนีย) กล่าว

ยุคก่อนแสงหรือที่เรียกกันว่ายุคมืดของจักรวาล เริ่มต้นขึ้นหลังบิกแบงราว 300,000 ปี นั่นคือเวลาที่จักรวาลกระจายความร้อนของบิกแบงมากพอที่อิเล็กตรอนและโปรตอนสามารถจับกันเป็นอะตอมไฮโดรเจนได้ เมื่ออิเล็กตรอนไม่มีอิสระในการกระจายรังสีที่หลงเหลือจากบิ๊กแบงอีกต่อไป แสงนั้นจึงไหลเข้าสู่อวกาศอย่างอิสระ เมื่อรังสีที่ระลึกนี้จางหายไป จักรวาลก็ตกอยู่ในความมืด

ภายในความมืดมิดนั้น ก๊าซรวมตัวกันเป็นกระจุกและเป็นเวลาหลายร้อยล้านปี ก่อตัวเป็นดาราจักรที่เพิ่งเกิดใหม่ แต่แม้ในขณะที่ดวงดาวและควาซาร์ภายในดาราจักรเหล่านี้เริ่มสว่างขึ้น จักรวาลโดยรวมก็ยังมืดมิด นั่นเป็นเพราะว่าอะตอมไฮโดรเจนซึ่งดูดซับโฟตอนได้อย่างง่ายดาย ได้ดับการแผ่รังสี

ยุคมืดสิ้นสุดลงเมื่อดาวฤกษ์และควาซาร์ยุคแรกเหล่านี้สร้างแสงอัลตราไวโอเลตเพียงพอที่จะทำให้อะตอมไฮโดรเจนแตกตัวเป็นไอออนใหม่ โดยเปลี่ยนกลับเป็นโปรตอนและอิเล็กตรอน ไฮโดรเจนที่แตกตัวเป็นไอออนไม่ดูดซับรังสีต่างจากอะตอมไฮโดรเจน กระบวนการรีออไนเซชันนี้จึงทำให้แสงจากวัตถุเรืองแสงสามารถแผ่ซ่านไปทั่วจักรวาลได้เป็นครั้งแรก รุ่งอรุณแห่งจักรวาลมาถึงแล้ว

เบกเกอร์และเพื่อนร่วมงานของเขาเปลี่ยนจากอะตอมเป็นไฮโดรเจนไอออไนซ์ รวมทั้งนักวิจัยที่นำโดยเอส. จอร์จ จอร์กอฟสกี้ จากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียในเมืองพาซาดีนา บอกว่าตอนนี้พวกเขาตรวจพบแล้ว

ในการทำเช่นนั้น แต่ละทีมอาศัยแสงที่ปล่อยออกมาจากควาซาร์ที่อยู่ห่างไกลเป็นพิเศษ ค้นพบล่าสุดโดย Sloan Digital Survey (SN: 6/9/01, p. 356) ซึ่งเป็นการสำรวจสำมะโนประชากรสวรรค์ขนาดมหึมาอย่างต่อเนื่อง ควาซาร์มาจากช่วงเวลาที่จักรวาลมีอายุน้อยกว่าหนึ่งในสิบในปัจจุบัน นักดาราศาสตร์ให้เหตุผลว่าถ้าควาซาร์เกิดก่อนที่จักรวาลจะถูกรีไอออไนซ์ แสงของพวกมันจะพบกับไฮโดรเจนปรมาณูจำนวนมหาศาล และการแผ่รังสีก็จะถูกดูดกลืนไป

โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ Keck ตัวหนึ่งบนยอดเมานาเคอาในฮาวายเพื่อตรวจสอบสเปกตรัมของควาซาร์ที่อยู่ห่างไกล ทั้งสองทีมรายงานว่าพวกเขาได้พบการดูดกลืนนี้ แสดงคุณลักษณะที่อธิบายครั้งแรกในปี 2508 โดย James E. เว็บสล็อต