Космические обсерватории и обсерватории высоких энергий
Космические обсерватории и обсерватории высоких энергий размещают приборы над атмосферой для наблюдения за длинами волн, которые она блокирует, от ультрафиолетового до рентгеновского и гамма-излучения, а также для избежания ее размывающего действия и фонового шума.
Definition
Космические обсерватории и обсерватории высоких энергий — это астрономические объекты, расположенные над или за пределами атмосферы Земли, либо глубоко под землей и под водой, которые обнаруживают излучение и частицы, недоступные или ослабленные на уровне земли, особенно высокоэнергетическое и ультрафиолетовое излучение неба.
Scope
Эта область охватывает платформы и космические аппараты, на которых размещаются телескопы на орбите и за ее пределами, специализированную оптику и детекторы рентгеновской и гамма-астрономии, ультрафиолетовые приборы, а также детекторы многоканальной астрономии, которые регистрируют нейтрино, космические лучи и гравитационные волны наряду со светом.
Sub-topics
Core questions
- Почему большая часть высокоэнергетического и ультрафиолетового излучения неба должна наблюдаться из космоса?
- Как фокусируются или обнаруживаются рентгеновские и гамма-лучи, если их нельзя отразить обычным способом?
- Какие особые требования предъявляет космическая среда к приборам?
- Как многоканальные детекторы расширяют астрономию за пределы света?
Key theories
- Непрозрачность атмосферы
- Атмосфера Земли почти полностью поглощает ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучение, поэтому эти окна во Вселенную могут быть открыты только из космоса или, для самых высоких энергий, косвенно с Земли.
- Методы скользящего падения и кодированной апертуры
- Рентгеновские лучи отражаются только под скользящими углами, что требует использования вложенных зеркальных оболочек, в то время как гамма-лучи изображаются с помощью кодированных масок или отслеживаются в детекторах, а не фокусируются обычным способом.
- Процессы высокоэнергетического излучения
- Интерпретация высокоэнергетических наблюдений основана на понимании синхротронного излучения, обратного комптоновского рассеяния и теплового тормозного излучения от горячей и релятивистской плазмы.
Clinical relevance
Космические обсерватории и обсерватории высоких энергий позволяют обнаруживать черные дыры, нейтронные звезды, остатки сверхновых, горячий внутрикластерный газ и самые энергичные события во Вселенной; вместе с многоканальными детекторами они открыли совершенно новые способы наблюдения за космосом.
History
В 1940-х годах зондирующие ракеты впервые достигли ультрафиолетового и рентгеновского неба, а полет ракеты Джаккони в 1962 году обнаружил первый космический источник рентгеновского излучения. С тех пор специализированные спутники, начиная с «Ухуру», крупные обсерватории, такие как «Хаббл» и «Чандра», а также наземные гамма-лучевые и нейтринные детекторы создали высокоэнергетическую и многоканальную астрономию.
Key figures
- Riccardo Giacconi
- Bruno Rossi
- Lyman Spitzer
Related topics
Seminal works
- kitchin2013
- longair2011
- seward2010
Frequently asked questions
- Почему рентгеновская и ультрафиолетовая астрономия не могут быть выполнены с Земли?
- Атмосфера Земли почти полностью поглощает ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучение до того, как оно достигнет поверхности, что благоприятно для жизни, но блокирует эти длины волн для телескопов. Для их наблюдения требуется поднимать приборы над атмосферой на ракетах, воздушных шарах или спутниках.
- Почему рентгеновские лучи нельзя сфокусировать обычными зеркалами?
- Рентгеновские лучи, падающие на поверхность прямо, в основном поглощаются, а не отражаются. Они эффективно отражаются только тогда, когда скользят по поверхности под очень малыми углами, поэтому рентгеновские телескопы используют вложенные, бочкообразные зеркальные оболочки, по которым лучи скользят, чтобы быть сфокусированными.