Рентгеновская астрономия

Рентгеновская астрономия
Обсерватория Chandra

Рентгеновская астрономия — раздел астрономии, исследующий космические объекты по их рентгеновскому излучению. Под рентгеновским излучением обычно понимают электромагнитные волны в диапазоне энергии от 0,1 до 100 кэВ (от 100 до 0,1 Å). Энергия рентгеновских фотонов гораздо больше, нежели оптических, поэтому в рентгеновском диапазоне излучает вещество, нагретое до чрезвычайно высоких температур. Источниками рентгеновского излучения являются чёрные дыры, нейтронные звезды, квазары и другие экзотические объекты, представляющие большой интерес для астрофизики. Основным инструментом исследования является рентгеновский телескоп.

Содержание

История

Механизмы генерации рентгеновского излучения

Тепловой

Тепловое механизм связан со способность всех нагретых тел излучать электромагнитные волны за счет теплового движения частиц излучающего тела. Спектр теплового излучения описывается формулой Планка. В принципе все тела, имеющие ненулевую температуру, могут излучать на любых длинах волн. Однако в спектре теплового излучения есть максимум, его положение зависит от температуры тела и описывается законом смещения Вина. Так тела, нагретые до комнатных температур (300 К), излучают преимущественно в ИК-диапазоне, Солнце и звезды (6000 К) — в видимом диапазоне, а газ с температурой в несколько миллионов Кельвин — в рентгене. Такую температуру имеют огромные разреженные облака коронального газа, находящиеся в межзвездном пространстве, а также газ во внутренних частях аккреционных дисков тесных двойных систем или активных ядер галактик.

Циклотронный

Циклотронное излучение — это один из видов нетеплового излучения. Оно генерируется электронами, вращающимися вокруг силовых линий магнитного поля. Частота излучения равна ларморовской частоте электрона и пропорциональна напряженности магнитного поля. В случае очень сильных магнитных полей ~ 1012-1014Гс циклотронное излучение попадает в рентгеновский диапазон[1]. Такие магнитные поля реализуются в пульсарах.

Синхротронный

Также, как и циклотронный механизм, является нетепловым. Синхротронное излучение тоже генерируется электронами в магнитных полях, но в данном случае электроны имеют релятивистские скорости. Энергия генерируемых фотонов зависит от энергии электронов и энергии магнитного поля. Часто встречаются случай, когда магнитные поля слабые (~ 10−4 Гс), а энергии электронов очень большие >1013 эВ. Таков механизм излучения плерионов.

Комптоновский

Комптоновское рассеяние — один из видов рассеяния фотонов на электронах, при котором электрон и фотон могут обмениваться энергией. Случай, когда быстрый электрон передаёт свою энергию фотону, называется обратным эффектом Комптона. В космическом пространстве всегда присутствуют фотоны реликтового фона, а также излучение звезд и пыли. Эти кванты могут получить энергию от релятивистских электронов и переводится из видимого и ИК диапазона в рентгеновский.

Источники излучения

Солнце

Солнце в рентгеновских лучах

Солнце является самым ярким источником рентгеновского излучения для земного наблюдателя. Общий его поток от Солнца на границе земной атмосферы равен 0,1 эрг/(см2с)[2]. Однако Солнце излучает в рентгене всего одну миллионную долю всей своей энергии.

Рентгеновское излучение Солнца представлено двумя компонентами. Одна из них — это излучение солнечной короны. Солнечная корона представляет собой горячий разреженный газ солнечного ветра, истекающий с поверхности Солнца. Корона излучает непрерывный тепловой спектр, а также линии высокоионизированного железа[2]. Второй компонент — это излучение активных областей. На фотографиях Солнца в рентгеновских и ультрафиолетовых лучах они выглядят как яркие пятна. В активных областях магнитное поле многократно усилено, а также периодически происходят магнитные пересоединения. Магнитные пересоединения приводят к выбросу колоссального количества энергии, которая расходуется на ускорение заряженных частиц до релятивистских скоростей. Во время вспышек рентгеновское излучение Солнца усиливается[3].

Другие «нормальные» звезды также являются источниками рентгеновского излучения. Механизмы его возникновения аналогичны солнечным.

Аккрецирующая материя

Тесные двойные системы

Рентгеновские пульсары
Барстеры
Чёрные дыры

Активные ядра галактик

Плерионы (туманности пульсарного ветра)

Разреженный горячий газ

Инструменты

Непрозрачность земной атмосферы

Рентгеновские лучи быстро поглощаются земной атмосферой, и не доходят до земли. Поэтому все приёмники рентгеновского излучения приходится поднимать на высоты, где атмосфера заметно тоньше.

Ракеты

Аэростаты

Космические обсерватории

См. также

Примечания

Ссылки


Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Рентгеновская астрономия" в других словарях:

  • РЕНТГЕНОВСКАЯ АСТРОНОМИЯ — РЕНТГЕНОВСКАЯ АСТРОНОМИЯ, см. АСТРОНОМИЯ …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • РЕНТГЕНОВСКАЯ АСТРОНОМИЯ — раздел экспериментальной (наблюдательной) астрономии, исследующий источники космич. рентг. излучения. Рентг. диапазон определяется интервалом длин волн от 100 A до 0,1 A (энергии фотонов, от 100 эВ до 100 кэВ). Наблюдения космич. рентг.… …   Физическая энциклопедия

  • РЕНТГЕНОВСКАЯ АСТРОНОМИЯ — раздел внеатмосферной астрономии, исследующий рентгеновское излучение космических объектов …   Большой Энциклопедический словарь

  • рентгеновская астрономия — раздел внеатмосферной астрономии, исследующий рентгеновское излучение космических объектов. * * * РЕНТГЕНОВСКАЯ АСТРОНОМИЯ РЕНТГЕНОВСКАЯ АСТРОНОМИЯ, раздел внеатмосферной астрономии (см. ВНЕАТМОСФЕРНАЯ АСТРОНОМИЯ), исследующий рентгеновское… …   Энциклопедический словарь

  • Рентгеновская астрономия —         раздел наблюдательной и теоретической астрофизики, исследующий источники космического рентгеновского излучения в области длин волн λ от 100 Å до 0,3 Å. В шкале энергий фотонов этот диапазон соответствует 0,1 30 кэв, однако обе границы… …   Большая советская энциклопедия

  • РЕНТГЕНОВСКАЯ АСТРОНОМИЯ — раздел вне атмосферной астрономии, исследующий рентгеновское излучение космич. объектов …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • Рентгеновская астрономия — раздел внеатмосферной астрономии, исследующий рентгеновское излучение космических объектов …   Астрономический словарь

  • Астрономия — Крабовидная туманность Астрономия  наука о Вселенной, изучающая расположение, движение, строение, происхождение и …   Википедия

  • ВНЕАТМОСФЕРНАЯ АСТРОНОМИЯ — наблюдения астрономических объектов с помощью приборов, поднятых за пределы земной атмосферы на борту геофизических ракет или искусственных спутников. Ее основные разделы это астрономия высоких энергий (в рентгеновских и гамма лучах), оптическая… …   Энциклопедия Кольера

  • Гамма-астрономия — Карта пульсаров, построенная по данным гамма обсерватории Fermi Гамма астрономия  раздел астрономии, исследующий космические объекты по их гамма …   Википедия

Книги

Другие книги по запросу «Рентгеновская астрономия» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.