Redaktion og opdatering af indholdet på denstoredanske.dk er indstillet pr. 24. august 2017. Artikler og andet indhold er tilgængeligt i den form, der var gældende ved redaktionens afslutning.

  • Artiklens indhold er godkendt af redaktionen

røntgenastronomi

Oprindelig forfatter NJWes Seneste forfatter Redaktionen

Røntgenastronomi. Fordelingen af de kraftigste røntgenkilder på himlen set i forhold til Mælkevejssystemet, hvis plan er den midterste vandrette linje. Markeringernes størrelse angiver styrken af kilderne, og farven angiver arten. Grøn: binære systemer med et kompakt objekt (fx en hvid dværg eller et sort hul), rød: supernovarester, gul: stjernekoronaer, (mos)grøn: aktive galakser, blå: galaksehobe og sort: øvrige røntgenkilder. Koncentrationen af de binære kilder i retning mod Mælkevejssystemets centrum er tydelig. Data stammer fra HEAO-A1-eksperimentet, der blev udført med satellitten HEAO-1. Ill.: NASA mfl.

Røntgenastronomi. Fordelingen af de kraftigste røntgenkilder på himlen set i forhold til Mælkevejssystemet, hvis plan er den midterste vandrette linje. Markeringernes størrelse angiver styrken af kilderne, og farven angiver arten. Grøn: binære systemer med et kompakt objekt (fx en hvid dværg eller et sort hul), rød: supernovarester, gul: stjernekoronaer, (mos)grøn: aktive galakser, blå: galaksehobe og sort: øvrige røntgenkilder. Koncentrationen af de binære kilder i retning mod Mælkevejssystemets centrum er tydelig. Data stammer fra HEAO-A1-eksperimentet, der blev udført med satellitten HEAO-1. Ill.: NASA mfl.

røntgenastronomi, den gren af astronomien, hvor Universet udforskes vha. observation af røntgenstråling, dvs. elektromagnetiske bølger med en bølgelængde på ca. 0,001-10 nm.

Historie

Jordens atmosfære er uigennemsigtig for røntgenstråling, og observationer var derfor ikke mulige, før raket- og ballonteknikken var tilstrækkelig udviklet. Den første observation af Solens røntgenstråling skete på fotografisk film ved en raketopsendelse i 1948. Opdagelsen af røntgenstråling fra et himmellegeme uden for Solsystemet blev gjort i 1962 vha. en detektor på en raket, der var uden for atmosfæren i ca. 6 min. Den første satellit, UHURU (se SAS), til måling af røntgenstråling fra himlen var amerikansk og blev sendt op i 1970. Den fandt en række kilder over hele himlen, men særlig mange i Mælkevejssystemets plan og i særdeleshed mod dets centrum. Den første satellit med et egentligt røntgenteleskop blev opsendt i 1978. Det er først og fremmest NASA, der har stået for opsendelserne, men ESAs Exosat og nationale satellitter fra Japan, Tyskland og Italien har bidraget betydeligt til røntgenastronomien.

1999 blev to nye satelitter sendt op: NASA opsendte Chandra X-Ray Observatory og ESA opsendte XMM. Dette har medført en række nye opdagelser pga. Chandras høje vinkelopløsning og de gode spektrometre på XMM. Der er nu fundet tegn på, at der findes stjerner, som har større tæthed end selv neutronstjerner; de kan evt. til dels bestå af frie kvarker. Det er vist, at nogle gammaglimt kan komme fra ekstra voldsomme supernovabegivenheder. Desuden er den såkaldte diffuse røntgenbaggrund nu for langt den største del opløst i enkeltkilder.

Annonce

Strålingens oprindelse

Strålingen i røntgenområdet stammer fra steder i himmellegemerne, hvor der foregår ret voldsomme processer. Fx kommer Solens røntgenstråling fra dens korona, hvor der både er en meget høj temperatur, og hvor en kraftig acceleration af elektroner forekommer pga. magnetfeltet. I almindelighed kommer strålingen fra ladede partikler, i langt overvejende grad elektroner med høj energi, der enten skyldes temperaturer højere end 1 mio. grader eller elektromagnetisk acceleration af partiklerne.

Røntgenkilderne

Næsten alle objekter udsender røntgenstråling: stjerners koronaer (især de aktive stjerners), hvide dværges fotosfærer, novaer, supernovaer og supernovarester, dobbeltstjernesystemer samt pulsarer. Uden for Mælkevejssystemet ses røntgenstråling fra andre galakser, især fra aktive galaksekerner (fx kvasarer), og fra galaksehobe. For de mindre objekter er udsendelsen af røntgenstråling karakteriseret ved store tidslige variationer, som kan være over meget korte tidsskalaer på millisekunder, men også over dage eller uger.

For nogle fænomener spiller røntgenstråling en stor rolle, bl.a. for dobbeltstjerner, hvis ene stjerne er et kompakt objekt (en hvid dværg, en neutronstjerne eller et sort hul). Tyngdekraften fra det kompakte objekt tiltrækker stof fra den mere normale stjerne. Dette stof, hovedsagelig brint og helium, falder ikke direkte ned mod det kompakte objekt, men danner en opsamlingsskive (eng. accretion-disk), der roterer omkring objektet. Pga. gnidning opvarmes stoffet så meget, at det udsender røntgenstråling, og det bremses desuden, hvorved de inderste dele af skiven falder ind mod objektet. En tilsvarende opsamlingsskive findes omkring det sorte hul i midten af en aktiv galaksekerne.

Ved voldsommere reaktioner dannes der også gammastråling, som er endnu mere kortbølget end røntgenstråling. Flere af de kompakte objekter og de aktive galaksekerner udsender gammastråling. Ved visse typer af radioaktivt henfald udsendes der gammastråling ved karakteristiske energier; observation af denne stråling kan give oplysninger om, hvilke processer der er foregået i objektet.

Instrumenter

Røntgenstråling kan detekteres med proportionaltællere, der er en videreudvikling af geigertællere. I nyere typer af detektorer anvendes halvlederteknik, bl.a. i CCD-detektorer, hvor man kan opnå følsomhed ved kortere bølgelængder, større nøjagtighed ved billeddannelsen og bedre spektral opløsning. Ved forholdsvis lange bølgelængder kan man bruge et røntgenteleskop til at fokusere strålingen. Ved korte bølgelængder bruges en teknik med en maske et stykke foran detektoren. Denne maske har et hulmønster, der ved kraftig databehandling kan afsløre røntgenkildernes placering.

Referér til denne tekst ved at skrive:
Niels Jørgen Westergaard: røntgenastronomi i Den Store Danske, Gyldendal. Hentet 21. juni 2019 fra http://denstoredanske.dk/index.php?sideId=153947