Prvi rendgenski teleskop lansiran raketom snimio je Sunce 1965. godine, a desetak godina kasnije u orbitu je poletela je prva rendgenska opservatorija „Einstein“. Do danas je u kosmosu boravilo na desetine satelita koji su se bavili X–ray astronomijom, a svoje teleskope su lansirali svi koji su za to imali tehnologiju: i Japanci, i Talijani, i Rusi, a da ne pominjem Ameriku i Ujedinjenu Evropu. Kako rade takvi teleskopi? Najbolje je da uzmem jedan primer.
Rendgenski zraci ulaze u teleskop „Chandra“. Kada je lansiran pre 150 meseci (!) bio je to 100 puta osetljiviji teleskop nego bilo koji sličan pre njega. Ovde pogledaj detalje konstrukcije.
Postoji zabeleženo da je jednog jesenjeg dana, čak 10 godina posle lansiranja i obavljanja (bez)brojnih naučnih zadataka, „Čandrina rendgenska opservatorija“ provela više od osam sati „buljeći“ svojim čulima u nepoznatu galaksiju udaljenu 240 miliona svetlosnih godina od Kuršumlije. Tom prilikom, jedan od detektora je uspeo da presretne tačno četiri rendgenska fotona. Možda se to čini kao mršav ulov, ali su i ta četiri paketića energije bila dovoljna astronomima da shvate da galaksija sadrži tip eksplodirajućih zvezda kakav nikada ranije nije zabeležen.
„Čandra“, nazvan po indijskom Nobelovcu (1985) koji je radio na univerzitetu Čikago, Subramanjanu Čandrasekaru (1910-95) i astrofizičaru koji je prvi računski predvideo sudbinu zvezda sličnih našem Suncu i izračunao najveću masu belih patuljaka, najveći je i najosetljiviji rendgenski teleskop ikada napravljen. Ova letilica je u stanju da u punom koloru proizvodi slike objekata koji emituju X-zrake tako što uspeva da izmeri intenzitet svake rendgenske talasne dužine.
 |
U ostacima supernove W49B pronađen je jedan snažan rendgenski izvor. Slika je nastala kombinacijom infracrvenih fotografija sa Zemlje (crveno i zeleno) sa rendgenskim podacima sa „Čandre” (plavo). Supernova je eksplodirala pre oko 4.000 godina, a ostaci su udaljeni od nas 5.000 sv. godina u pravcu sazvežđa Blizanci. |
Zvezde, galaksije i drugi astronomski objekti proizvode svetlost, koja je ustvari smeša talasnih dužina koje zavise od sastava i temperature objekta. Recimo, hladni oblak međuzvezdanog gasa, emituje uglavnom dugačke, infracrvene talasne dužine. Srednje tople zvezde poput našeg Sunca imaju svoj pik u vidljivom delu talasnog zračenja, dok najvrelije zvezde sijaju najjače u ultraljubičastom. Rendgenski zraci dolaze iz najtoplijih mogućih izvora, kao što su oblaci gasova između galaksija ili pramenova gasova koje u spiralnom vrtlogu gutaju crne rupe.
Zemljina atmosfera apsorbuje X–zračenje, tako da rendgenski astronomi moraju da svoje teleskope šalju u kosmos. Teleskop „Čandra“ lansiran je 1999. godine uz pomoć šatla „Columbia“ (STS–93), i i dan–danas ga vodi Centar za astrofiziku sa Kembridža u Masačusetsu. Sa 22.735 kg bio je to najteži teret ikada lansiran jednim šatlom.
Opservatorija „Čandra“ je treća od Nasine četvorke Velikih Opservatorija. Prvi je bio Hablov Svemirski Teleskop, lansiran 1990. godine; drugi je bila Komptonova Gama-zračna Opservatorija, lansirana 1991.; poslednji je bio Špicerov Svemirski Teleskop, lansiran 2003. godine. Od ova četiri, „Kompton” je prestao sa radom 2000. godine, dok ostali još rade.
„Čandra“ kompletira jednu orbitu oko Zemlje prišbližno svaka dva ipo dana (64,2 sata). Njegova jako eliptična orbita nosi ga čak 133.000 km daleko od kuće. Na taj način, „Čandra“ većinu vremena provodi van Van Allenovog pojasa, prstenova radioaktivnih čestica koje okružuju Zemlju, čuvajući tako svoje osetljive instrumente od zračenja sem u jednom malom delu svake orbite – teleskop može bez opasnosti da radi 55 sati od 65 sati njegovog orbitnog perioda.
Svako ko je makar jednom u životu bio na Letenci zna da optički teleskopi teleskopi koriste prosta parabolična primarna ogledala za prikupljanje svetlosti. Međutim, rendgenski zraci lako prolaze kroz bilo kakvu reflektujuću površinu. Zato ogledala rentgenskih teleskopa Wolterovog tipa moraju da budu postavljena skoro normalno na putanju upadnih zrakova, tako da fotoni dodiruju površinu kao što kamen poskakuje po površini jezera.
„Čandra“ ima 4 para ogledala. X–zraci pogađaju gornja ogledala svakog para, nakon čega padaju na sekundarna ogledala. „Potrebna su dva odbijanja da bi X–zraci pali u žižu,“ objašnjava Martin Weisskopf, naučnik iz Nasinog Maršalovog kosmičkog centra iz Alabame i stručni saradnik na projektu „Čandra“. Svako ogledalo je najefikasnije u reflektovanju određenog raspona rendgenskih talasnih dužina. Njihov oblik je cilindrično paraboloidni and hiperboloidni, a napravljena su od 2 cm debelog stakla presvučenog sa 33 nm debelim slojem iridijuma. Prečnici ogledala su 65 cm, 87 cm, 99 cm i 123 cm.
Nakon prelamanja u ogledalima, rendgenski zraci putuju kroz cev dužine 8 metara sve do naučnih instrumenata teleskopa, lociranih na drugom kraju.
 |
Prikaz raspona talasnih dužina koje su interesantne teleskope „Čandra“. U poređenju sa crveno–zeleno–plavom vidljivom svetlošću, koja nosi energiju od oko 2 elektron–volta i posmatra se optičkim teleskopima, „Čandra“ vidi energiju od 50 do 10.000 eV. |
 |
Instrumenti i sistemi rendgenskog teleskopa „Čandra“. Teleskop je težak 4.790 kg. |
Glavni uređaj se naziva difrakciona rešetka, koja može da se postavi na putanju svetlosti između ogledala i instrumenata. Rešetka sadrži hiljade malih paralelnih otvora koji razdvajaju X-zračenje prema talasnim dužinama. Jačina zračenja u svakoj pojedinačnoj talasnoj dužini pokazuje postojanje različitih hemijskih elemenata, ali i gustinu, temperaturu i kretanje objekta od ili ka teleskopu.
Iza pomenute rešetke, kojih ima dve, nalaze se naučni uređaji. Glavni je ACIS (Advanced CCD Imaging Spectrometer) proizveden na Masačusetskom tehnološkom institutu, koji služi kao CCD detektor, sličan onom koji postoji i u digitalnim kamerama, a koji beleži položaj svakog rendgenskog zraka koji ga pogodi, kao i energetski nivo svakog od pojedinačnih fotona. Pošto u „Čandri” radi kao spektrograf, u većini slučajeva te informacije mogu da pomognu da se utvrdi koji hemijski elementi su tamo prisutni.
Pošto su u prvim godinama rada teleskopa čipovi CCD-a, kojih ima 10 u ACIS, pretrpeli izvesna oštećenja usled prolaska kroz Van Allanove pojaseve, danas se čitav instrument pomera iz fokusne ravni svaki put kada letilica prolazi kroz kritično područje.
U načelu, ogledala za rendgenske teleskope prave se od metalnih ili keramičkih folija. Najčešće su to zlatna ili iridijumska ogledala. Kritični ugao refleksije takvih ogledala zavisi od energije čestica – npr. za zlato pri energiji od 1 keV kritični ugao refleksije je 3,72 stepena.
Većina „Čandrinih“ meta odabrana je mesecima unapred. Ali određeno vreme je uvek rezervisano i za proučavanje meta koje su odabrane iznenada, kao što su to recimo eksplodirajuće zvezde poznatije kao supernove. Takav slučaj je bio sa supernovom SN 2006gy, koja je otkrivena u septembru 2006. godine putem automatskog istraživačkog programa McDonaldove Opservatorije na Teksaškom univerzitetu.
Čim su astronomi počeli da proučavaju dotičnu zvezdu, uočili su da se ne radi o običnom objektu. U poređenju sa drugim supernovama, izgledalo je da joj duže vremena treba da dostigne vrhunac, da joj sjaj slabi sporije, a da je u maksimumu nekoliko puta jača od ostalih.
Supernove se dele u dve velike kategorije. U prvi tip spadaju eksplozije zvezda najmanje 8–10 puta masivnije od našeg Sunca. Kada njihova jezgra kolabiraju, formirajući neutronske zvezde ili crne rupe, i kada u njih počnu da se urušavaju spoljnji slojevi, nastaju kolosalne eksplozije, jače od svetlosti čitavih galaksija. Drugi tip predstavlja kompletnu destrukciju mrtvog jezgra zvezda, poznatih kao beli patuljci. Ako beli patuljak ukrade dovoljno gasova sa površine obližnje dvojne zvezde, nastaće nuklearna eksplozija koja će razneti patuljka u paramparčad. Izgleda da je supernova SN2006gy spadala u ovu drugu kategoriju – a „Čandra“ je sve to snimila.
Tim koji je godinama predvodio David Pooley sa Kalifornijskog univerziteta Berkli koristio je teleskop za posmatranje zvezdine galaksije 56 dana nakon otkrića SN2006gy. Četiri rendgenska fotona koja su uhvaćena nedvojbeno su potekla odatle, seća se Weisskopf. „Uvek u zavisnosti od pretpostavki o prirodi objekta koji je eksplodirao i njegovoj istoriji, očekujemo različitu količinu rendgenske emisije. Sa teorijom o belom patuljku, očekivali bi ne 4 već 40.000 fotona“. Nažalost, 4 fotona je bilo nedovoljno da naučnici odrede koji je elemenat stvarao zračenje.
Da bi objasnio eksplozije takvih zvezda, astronom sa Teksaškog univerziteta J. Craig Wheeler je tokom šezdesetih godina prošlog veka napravio model koji je govorio da originalna zvezda mora da bude makar 100 puta masivnija od Sunca. Jezgro takve zvezde je toliko gusto i vrelo da se jedan deo njene energije konvertuje u materiju – u par čestica: elektron i njegov antimaterijski ekvivalent, pozitron. Budući da manje zračenja gura spolja, kiseoničko jezgro zvezde počinje da kolabira, započinjući termonuklearnu eksploziju koja će razoriti zvezdu.
 |
SN2006gy predstavlja najjači zvezdanu eksploziju ikada snimljenu. Otkriće pokazuje da su tako razorne eksplozije izuzetno masivnih zvezda bile relativno uobičajene u mladosti kosmosa. Supernova je gore desno, a dole je roditeljska galaksija NGC 1260. |
Astronomi i dalje proučavaju SN 2006gy u pokušaju da potvrde mehanizam. Kada to postignu, zasluge će pripasti „Čandri“ i onoj šačici od 4 male rendgenske čestice.
Prema prvobitnom planu, „Čandra“ je trebalo da traje 5 godina, a evo traje preko 13 godina. Iako nisam našao neke novije vesti, svuda ipak provejava mišljenje da će „Čandra“ funkcionisati do kraja sledeće godine. Šta će se posle toga dogoditi – ne znam, ali znam da je 2001. godine život ove opservatorije već produžavan.
Iako su ovakve opservatorije od velike važnosti za nauku, nema se para za nove. Sredinom 2008. postojao plan da se ESA, NASA i JAXA udruže i naprave Međunarodnu Rendgensku Opservatoriju, ali projekat je otkazan. Lansiranje je bilo zakazano tek za 2020. godinu.
| Ovde su su prikazane samo neke od spektakularnih fotografija koje je napravila rendgenska opservatorija „Čandra”. Izbor slika je napravila moja 12-godišnja ćerka Ena. |  |
| Maglina Kraba | |
 |
 |
| Antennae | Supernova G292.0+1.8. |
 |
 |
| Cat's aye | M 101 |
Ruski svemirski teleskop u orbiti
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
