หอดูดาวอวกาศและพลังงานสูง
หอดูดาวอวกาศและพลังงานสูงติดตั้งเครื่องมือเหนือชั้นบรรยากาศเพื่อสังเกตการณ์ความยาวคลื่นที่ชั้นบรรยากาศปิดกั้น ตั้งแต่รังสีอัลตราไวโอเลตไปจนถึงรังสีเอกซ์และรังสีแกมมา และเพื่อหลีกเลี่ยงการพร่ามัวและพื้นหลังของชั้นบรรยากาศ
Definition
หอดูดาวอวกาศและพลังงานสูงคือสิ่งอำนวยความสะดวกทางดาราศาสตร์ที่ตั้งอยู่เหนือหรือนอกชั้นบรรยากาศโลก หรือใต้ดินและใต้น้ำลึก ซึ่งตรวจจับรังสีและอนุภาคที่ไม่สามารถเข้าถึงได้หรือเสื่อมสภาพลงในระดับพื้นดิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งท้องฟ้าที่มีพลังงานสูงและรังสีอัลตราไวโอเลต
Scope
ขอบเขตนี้ครอบคลุมถึงแพลตฟอร์มและยานอวกาศที่เป็นที่ตั้งของกล้องโทรทรรศน์ในวงโคจรและนอกวงโคจร, เลนส์และเครื่องตรวจจับพิเศษของดาราศาสตร์รังสีเอกซ์และรังสีแกมมา, เครื่องมืออัลตราไวโอเลต, และเครื่องตรวจจับดาราศาสตร์หลายผู้ส่งสารที่บันทึกนิวตริโน, รังสีคอสมิก, และคลื่นความโน้มถ่วงควบคู่ไปกับแสง
Sub-topics
Core questions
- เหตุใดท้องฟ้าพลังงานสูงและรังสีอัลตราไวโอเลตส่วนใหญ่จึงต้องสังเกตการณ์จากอวกาศ?
- รังสีเอกซ์และรังสีแกมมาถูกโฟกัสหรือตรวจจับได้อย่างไรเมื่อไม่สามารถสะท้อนได้ตามปกติ?
- สภาพแวดล้อมในอวกาศมีความต้องการพิเศษอะไรบ้างสำหรับเครื่องมือ?
- เครื่องตรวจจับหลายผู้ส่งสารขยายขอบเขตดาราศาสตร์นอกเหนือจากแสงได้อย่างไร?
Key theories
- ความทึบของชั้นบรรยากาศ
- ชั้นบรรยากาศโลกดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลต, รังสีเอกซ์, และรังสีแกมมาเกือบทั้งหมด ดังนั้นหน้าต่างเหล่านี้สู่จักรวาลจึงสามารถเปิดได้จากอวกาศเท่านั้น หรือสำหรับพลังงานสูงสุด สามารถทำได้โดยอ้อมจากพื้นดิน
- เทคนิคการสะท้อนแบบเฉียงและช่องรับแสงแบบเข้ารหัส
- รังสีเอกซ์จะสะท้อนเฉพาะที่มุมเฉียงเท่านั้น ซึ่งต้องใช้เปลือกกระจกซ้อนกัน ในขณะที่รังสีแกมมาจะถูกสร้างภาพด้วยหน้ากากเข้ารหัสหรือติดตามในเครื่องตรวจจับแทนที่จะโฟกัสแบบธรรมดา
- กระบวนการปล่อยพลังงานสูง
- การตีความการสังเกตการณ์พลังงานสูงอาศัยความเข้าใจรังสีซิงโครตรอน, การกระเจิงคอมป์ตันผกผัน, และการแผ่รังสีเบรมส์ชตราลุงความร้อนจากพลาสมาที่ร้อนและมีความเร็วสัมพัทธภาพ
Clinical relevance
หอดูดาวอวกาศและพลังงานสูงเผยให้เห็นหลุมดำ, ดาวนิวตรอน, ซากซูเปอร์โนวา, ก๊าซร้อนระหว่างกระจุกดาว, และเหตุการณ์ที่มีพลังงานมากที่สุดในจักรวาล; ร่วมกับเครื่องตรวจจับหลายผู้ส่งสาร พวกมันได้เปิดวิธีการใหม่ทั้งหมดในการสังเกตการณ์จักรวาล
History
จรวดสำรวจในช่วงทศวรรษ 1940 เป็นครั้งแรกที่เข้าถึงท้องฟ้าอัลตราไวโอเลตและรังสีเอกซ์ และการบินของจรวดของ Giacconi ในปี 1962 ได้ค้นพบแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์คอสมิกแห่งแรก ดาวเทียมเฉพาะกิจตั้งแต่ Uhuru เป็นต้นมา, หอดูดาวขนาดใหญ่ เช่น Hubble และ Chandra, และเครื่องตรวจจับรังสีแกมมาและนิวตริโนบนพื้นดิน ได้สร้างดาราศาสตร์พลังงานสูงและหลายผู้ส่งสารตั้งแต่นั้นมา
Key figures
- Riccardo Giacconi
- Bruno Rossi
- Lyman Spitzer
Related topics
Seminal works
- kitchin2013
- longair2011
- seward2010
Frequently asked questions
- เหตุใดดาราศาสตร์รังสีเอกซ์และอัลตราไวโอเลตจึงไม่สามารถทำได้จากพื้นดิน?
- ชั้นบรรยากาศโลกดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลต, รังสีเอกซ์, และรังสีแกมมาเกือบทั้งหมดก่อนที่จะมาถึงพื้นดิน ซึ่งเป็นสิ่งที่ดีสำหรับสิ่งมีชีวิต แต่ก็ปิดกั้นความยาวคลื่นเหล่านี้จากกล้องโทรทรรศน์ การสังเกตการณ์ความยาวคลื่นเหล่านี้จำเป็นต้องส่งเครื่องมือขึ้นไปเหนือชั้นบรรยากาศด้วยจรวด, บอลลูน, หรือดาวเทียม
- เหตุใดรังสีเอกซ์จึงไม่สามารถโฟกัสด้วยกระจกธรรมดาได้?
- รังสีเอกซ์ที่กระทบพื้นผิวโดยตรงส่วนใหญ่จะถูกดูดซับมากกว่าที่จะสะท้อน พวกมันจะสะท้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพก็ต่อเมื่อพวกมันเฉียดพื้นผิวที่มุมตื้นมาก ดังนั้นกล้องโทรทรรศน์รังสีเอกซ์จึงใช้เปลือกกระจกซ้อนกันคล้ายถังที่รังสีจะเลื่อนไปตามเพื่อรวมแสงให้เป็นจุดโฟกัส