宇宙および高エネルギー観測所

宇宙および高エネルギー観測所は、大気によって遮断される紫外線からX線、ガンマ線までの波長を観測し、大気によるぼやけや背景ノイズを回避するために、大気圏外に機器を搭載しています。

Definition

宇宙および高エネルギー観測所は、地球の大気圏上または大気圏外、あるいは地下深くや水中に設置された天文施設であり、地上ではアクセスできないか、または劣化する放射線や粒子、特に高エネルギーおよび紫外線の空を検出します。

Scope

この分野は、軌道上およびそれ以遠で望遠鏡を搭載するプラットフォームと宇宙船、X線およびガンマ線天文学の特殊な光学系と検出器、紫外線観測装置、そして光とともにニュートリノ、宇宙線、重力波を記録するマルチメッセンジャー天文学の検出器を対象としています。

Sub-topics

• マルチメッセンジャー検出器
• 宇宙望遠鏡とプラットフォーム
• 紫外線天文学機器
• X-ray and Gamma-ray Instrumentation

Core questions

• 高エネルギーおよび紫外線の空の多くは、なぜ宇宙から観測されなければならないのでしょうか？
• X線やガンマ線は通常の方法では反射できないのに、どのように集束または検出されるのでしょうか？
• 宇宙環境は機器にどのような特別な要求を課すのでしょうか？
• マルチメッセンジャー検出器は、どのようにして光を超えて天文学を拡張するのでしょうか？

Key theories

大気の不透明度

地球の大気は紫外線、X線、ガンマ線をほぼ完全に吸収するため、これらの宇宙の窓は宇宙から、または最高エネルギーの場合には地上から間接的にしか開くことができません。

斜入射および符号化開口技術

X線は斜入射角でのみ反射するため、入れ子になったミラーシェルが必要となります。一方、ガンマ線は従来の集束方法ではなく、符号化マスクで結像されるか、検出器内で追跡されます。

高エネルギー放射プロセス

高エネルギー観測の解釈は、高温および相対論的プラズマからのシンクロトロン放射、逆コンプトン散乱、および熱的制動放射の理解に依存します。

Clinical relevance

宇宙および高エネルギー観測所は、ブラックホール、中性子星、超新星残骸、高温の銀河団ガス、そして宇宙で最も高エネルギーな現象を明らかにします。これらはマルチメッセンジャー検出器と相まって、宇宙を観測する全く新しい方法を切り開きました。

History

1940年代の観測ロケットが初めて紫外およびX線領域の空に到達し、ジャコーニによる1962年のロケット飛行で最初の宇宙X線源が発見されました。それ以来、ウフル以降の専用衛星、ハッブルやチャンドラのような大型観測所、そして地上ベースのガンマ線およびニュートリノ検出器が、高エネルギーおよびマルチメッセンジャー天文学を構築してきました。

Key figures

• Riccardo Giacconi
• Bruno Rossi
• Lyman Spitzer

Seminal works

• kitchin2013
• longair2011
• seward2010

Frequently asked questions

なぜX線および紫外線天文学は地上から行えないのですか？

地球の大気は、紫外線、X線、ガンマ線を地上に到達する前にほぼ完全に吸収します。これは生命にとっては幸運なことですが、これらの波長が望遠鏡に届くのを妨げます。これらを観測するには、ロケット、気球、または衛星で機器を大気圏外に打ち上げる必要があります。

なぜX線は通常の鏡で集束できないのですか？

X線が表面に正面から当たると、反射されるよりも吸収されることがほとんどです。X線は非常に浅い角度で表面をかすめる場合にのみ効率的に反射するため、X線望遠鏡は、光線がかすめて焦点を結ぶように、入れ子になった樽状のミラーシェルを使用します。