Radyoaktiviteye duyarlı filmlerden oluşan gözleme yığını, yıldızın gama ışını ışınının en doğru resmini yakalar

Bir balonla gökyüzünde taşınan radyoaktiviteye duyarlı filmlerden oluşan gözleme yığını, bir nötron yıldızının gama ışını ışınının dünyadaki en doğru resmini çekmeyi başardı. Bunu başarmak için Kobe Üniversitesi araştırmacıları, radyoaktif radyasyonu yakalamanın en eski yöntemini en yeni veri yakalama teknikleri ve akıllı bir zaman kayıt cihazıyla birleştirdi.

Yıldızlar, kızılötesinden gama ışınlarına kadar tüm ışık spektrumunda ışıklarını üzerimize parlatıyorlar. Bu bantların her biri için farklı algılama ekipmanlarına ihtiyaç vardır. Bunlardan en zorlu olanı, nükleer fisyonun yüksek enerjili bir ürünü olmasıyla ünlü olan gama ışınlarıdır, çünkü çok kısa dalga boyları, diğer ışık formlarıyla aynı şekilde maddeyle etkileşime girmedikleri ve dolayısıyla saptırılamayacakları anlamına gelir. lenslerle veya standart sensörler tarafından algılanır. Bu nedenle, süpernovalar ve onların kalıntıları gibi büyüleyici yıldız nesnelerinden gelen ışığı tespit etme yeteneğimizde bir boşluk vardır.

Bu sorunu çözmek için Kobe Üniversitesi astrofizikçisi Aoki Shigeki ve ekibi, radyoaktiviteyi tespit etmek için kullanılan ilk materyal olan fotoğraf filmlerine yöneldi.

Aoki şöyle açıklıyor: “Grubumuz, emülsiyon filmin gama ışınlarını yüksek hassasiyetle takip etme konusundaki mükemmel yeteneğine odaklanıyor ve çeşitli modern veri yakalama ve analiz özellikleri sunarak mükemmel bir gama ışını teleskopu olabileceğini önerdi.”

Bu filmlerin yüksek hassasiyetine ve onlardan yeni, otomatik, yüksek hızlı veri çıkarma sürecine dayanarak fizikçilerin fikri, gama ışınının ürettiği parçacıkların yörüngesini doğru bir şekilde yakalamak için bunlardan birkaçını üst üste koymaktı. tıpkı tek bir gözlemenin içine pipet soktuğunuz yeri yakalaması gibi, ancak pipetin yönünü kaydetmek için bütün bir yığın gerekir.

Daha sonra atmosferik paraziti azaltmak için film yığınını bilimsel bir gözlem balonunun üzerine monte ederek onu 35 ila 40 kilometre yüksekliğe kaldırdılar. Ancak balon rüzgarda sallanıp büküldüğü için “teleskopun” yönü sabit değildir, bu nedenle gondolun yıldızlara göre yönünü herhangi bir zamanda kaydetmek için bir dizi kamera eklediler. Ancak bu başka bir sorun yarattı, çünkü uzun pozlamayla fotoğraf çeken herkesin bildiği gibi, fotoğraf filmi zamanın geçişini kaydetmez ve dolayısıyla herhangi bir gama ışını etkisinin ne zaman meydana geldiğini bilmek doğrudan mümkün değildir.

Bu sorunun üstesinden gelmek için filmin alttaki üç katmanının tıpkı saatin akrepleri gibi düzenli fakat farklı hızlarda ileri geri hareket etmesini sağladılar. Bu alt plakalardaki izlerin göreceli yer değiştirmesinden, çarpışmanın kesin zamanını hesaplayabildiler ve böylece bunu kamera görüntüleri ile ilişkilendirebildiler.

Şimdi bu kurulumdan kaynaklanan ilk görseli dergide yayınladılar. Astrofizik Dergisi. Bu, geceleri bir deniz feneri gibi gama ışınlarını gökyüzüne yansıtan, hızla dönen bir nötron yıldızı olan Vela pulsarının şimdiye kadar üretilmiş en doğru görüntüsüdür.

“1/10.000 milimetre doğrulukla toplam birkaç trilyon iz yakaladık. Zaman bilgisi ekleyerek ve bunu tutum izleme bilgileriyle birleştirerek, olayların ‘ne zaman’ ve ‘nerede’ başladığını o kadar hassas bir şekilde belirleyebildik ki, ortaya çıkan çözünürlük, geleneksel gama ışını teleskoplarından 40 kat daha yüksekti” diye özetliyor Aoki, grubunun başarılarını.

Bu sonuçlar şimdiden etkileyici olsa da, yeni teknik, ışığın bu frekans bandında her zamankinden daha fazla ayrıntı yakalama olasılığının önünü açıyor.

Kobe Üniversitesi araştırmacısı şöyle açıklıyor: “Bilimsel balon kaynaklı deneyler aracılığıyla, astrofiziğin birçok alanına katkıda bulunmaya çalışabiliriz ve özellikle de gama ışını teleskobunun aynı anda ölçümlerin yapıldığı ‘çoklu haberci astronomisine’ açılmasını sağlayabiliriz. Bu verilerin oluşturulduğu 2018 balon deneyinin başarısına dayanarak, önümüzdeki balon uçuşlarında gözlem alanını ve süresini genişleteceğiz ve gama ışını astronomisi alanında bilimsel atılımları sabırsızlıkla bekliyoruz. “