A csillagászati X-ray (gyakran rövidítve „ csillagászat X ” ) az ága csillagászat hogy az, hogy tanulmányozza a kérdés az égi objektumok a röntgen . Mivel az X- sugárzást elnyeli a Föld légköre , a műszereket nagy magasságokba kell küldeni lufik és most rakéták segítségével . A röntgensugárcsillagászat tehát ma már az űrkutatás része , a detektorokat műholdak fedélzetén helyezik el .
A röntgensugárzást több száz millió kelvin hőmérsékleten rendkívül forró gázt tartalmazó források hozzák létre . A gáz ekkor egy nagyon nagy energiájú atomokból és elektronokból álló plazma .
Az első kozmikus röntgenforrás felfedezése 1962- ben meglepetés volt. Ez a Scorpius X-1 nevű forrás (az első röntgenforrás, amelyet a Skorpió csillagképben ismertek ) a Tejútrendszer közepének irányába mutat . Ennek köszönhetően a felfedezés, Riccardo Giacconi megkapta a fizikai Nobel-díjat a 2002 . Később mi Felfedeztük, hogy ez a forrás röntgensugarakban tízezerszer világosabb, mint a látható tartományban. Ezenkívül az ebből a forrásból röntgensugarak formájában leadott energia százezerszer nagyobb, mint a Nap összes sugárzási emissziója minden hullámhosszon .
Ma már tudjuk, hogy a röntgensugarak kozmikus forrásai olyan kompakt tárgyak , mint a neutroncsillagok vagy a fekete lyukak , de olyan hatalmas csillagok is, mint az O vagy a Wolf-Rayet csillagok . Különösen érdekesek a bináris "X" csillagok , amelyek egy "normál" csillagból (azaz a fő szekvencián vagy annak közelében ) és egy kompakt tárgyból állnak. Ha a keringési periódus rövid (néhány nap), a normál csillag elveszíti anyagának egy részét, amely a kompakt tárgy felé esik, és a röntgensugárzás eredeténél egy akreciós korongot képez .
A legújabb vizsgálatok azt is kimutatták, hogy a tér között galaxisok az Univerzum tele van egy nagyon híg, de nagyon forró gáz ( hőmérséklet körülbelül 10-100.000.000 Kelvin ), amely létrehoz egy hátteret a X tartományban. Diffundálnak hasonló kozmikus háttérsugárzás a rádió tartományban . Ezeknek a forró gázoknak a tömege 5-10-szer nagyobb lenne, mint a galaxisok össztömege.
Egyetlen , az űrből érkező röntgen sem érheti el a földet, ami bizonyos védelmet biztosít a földi életnek, még akkor is, ha a 30 kilónál nagyobb elektronfoltok energiájú fotonjai néhány méteren keresztül behatolhatnak a levegőbe. Az X fotonok 0,5 5 keV, jellemző a legtöbb csillagászati forrásból, leállítjuk néhány papírlapot. A 3 kiloelektronvoltos fotonok 90% -át tíz centiméter levegő állítja meg. A gamma-csillagászathoz hasonlóan ezért is szükséges volt megszabadulni a légkörtől azáltal, hogy a műszereket rakéták, időjárási léggömbök vagy műholdak segítségével tengerszint feletti magasságba helyezték .
Az első méréseket 1948 a csapat Herbert Friedman , a laboratórium az Egyesült Államok Haditengerészete (US Naval Research Laboratory , NRL), a Geiger számlálók fedélzetén V2 venni a németeket. Így képesek voltak kimutatni a napkorona által kibocsátott röntgensugarakat .
A 1962 egy Aerobee rakéta , amely három, Geiger számláló indult a New Mexico egy AS & E / MIT csapat és a mért sugárzás forrása a Naprendszeren kívül, Scorpius X-1 . A rakétákból készült mérések korlátozott megfigyelési idővel és látószöggel rendelkeznek.
Az időjárási léggömbök nem hagyják el teljesen a légkört: még akkor is, ha 40 kilométeres magasságban csak 0,003% marad , a röntgensugarak nagy része még mindig elnyelődik, és a 35 kiloelektron volt alatti energiájú fotonok nem figyelhetők meg. Egy nemrégiben végzett kísérlet a nagy felbontású gamma- és kemény röntgenspektrométer (HIREGS), amelyet először1991. december. A meteorológiai léggömb indított McMurdo állomás az Antarktiszon készült egy kéthetes utazást sarkvidéki köszönhetően a szél.
Az Uhuru az első műhold, amelyet kifejezetten röntgencsillagászat céljából indítottak el, 1970-ben.
Az első külső távcsövet az 1978-ban indított Einstein laboratóriumba szállították . A tükörrel történő fókuszálás lehetővé tette a kép megszerzését. Megállt a működés1981. április.
A röntgensugarakban megfigyelhető műholdak közül megemlíthetjük a ROSAT-ot , az ASCA obszervatóriumot és a Beppo-SAX-ot .
A Vela 5B műhold X-detektora több mint tíz évig működőképes maradt.
Az aktív programok ma az XMM-Newton obszervatórium ( inkább lágy X- sugarak 0,1 és 15- kiloelectron-V), a INTEGRAL műholdas (kemény sugarak 15-, hogy a következőtől: 60 kiloelectron-V) által indított ESA . A NASA elindította a Rossi röntgen időzítőt, valamint a SWIFT és a Chandra obszervatóriumokat . A SWIFT tartalmazza az X XRT távcsövet . SMART-1 tartalmaz egy X-ray teleszkóp megfigyelésére X- ray fluoreszcencia a felületről a Hold .
A röntgensugarakat a kőzet elemzésére is felhasználjuk ( XRF spektroszkópia ). Az első eszközöket 1976-ban és 1977- ben vezették be a Surveyor V , VI és VII missziókban . Újabban ezt a típusú eszközt alkalmazták a Pathfinder küldetéséhez .
A legtöbb jelenlegi érzékelő CCD érzékelőket használ . Látható fényben egyetlen foton egyetlen elektront képes előállítani a pixelben, majd a képet az egyes pixelekben felhalmozódott töltéssel rekonstruálják. Amikor egy X foton beüt egy CCD-be, több százezer elektron keletkezik, a szám az energiájával arányosan változik. Ezért van egy mérőszáma ennek az energiának.
A mikrokaloriméter egyszerre egy fotont detektál. Hasznosak a csillagászatban, ahol bár a forrás nagyon erős, a Földet elérő fluxus nagyon gyenge.
Ez a mikrokaloriméterek fejlesztése. A szupravezető fémeket az állapotváltozás hőmérsékletének közelében tartják (az a hőmérséklet, ahol ellenállásuk nulla lesz), általában néhány kelvin.
A röntgenforrások közé tartoznak a galaxishalmazok, az aktív galaktikus magokban lévő fekete lyukak, a perjel szupernóva, a fehér törpét tartalmazó csillagok vagy csillagpárok (kataklizmás változók és X források rendkívül alacsonyak), a neutroncsillagok, a fekete lyukak, a röntgen binárisok .
Egyes szervek a Naprendszer bocsátanak ki röntgensugarakat által fluoreszcencia . A Hold az egyik példa, bár főleg a Nap sugárzását tükrözi.
Ezeknek a forrásoknak a kombinációja a diffúz X háttér eredeténél , mérhető különbséggel abban az időben, amikor a Hold az okát okozza az ég minden egyes kis részére.
Az anyag felgyorsul, ha egy fekete lyukba esik, röntgensugarat bocsát ki (mielőtt áthaladna a fekete lyuk horizontján). Ez az anyag egy akkumulációs lemezt alkot. A fehér törpe vagy a neutroncsillag körüli akkréciós lemezek további energiát szabadítanak fel, amikor a gáz nagy sebességgel eléri a csillag felszínét. A neutroncsillag esetében az anyag ultra-relativisztikus sebességgel haladhat (vagyis nagyon közel van a vákuumban lévő fényéhez).
Egyes fehér törpével vagy neutroncsillaggal rendelkező rendszerekben a mágneses mező elég erős lehet ahhoz, hogy megakadályozza az akkréciós korong kialakulását. Súrlódás hatására a gáz nagyon forróvá válik, és röntgensugarat bocsát ki . A gáz elveszíti szögletét és további sugarak keletkeznek, amikor az anyag megérinti a felületet.
A fekete lyuk által kibocsátott intenzitás nagyon rövid időközönként változó. A fényerő változása lehetővé teszi a fekete lyuk méretének levezetését.
A galaxishalmazok kis anyagegységek összegyűjtését jelentik: galaxisok, gáz, sötét anyag. Ezek úgy nyernek energiát, hogy jól belemennek a klaszter gravitációs potenciáljába. A keletkező sokkok ezt a gázt a klaszter méretétől függően 10 és 100 millió Kelvin közötti hőmérsékletre melegítik. Ez a gáz az X tartományban bocsát ki , és az emissziós vonalak fémeknek felelnek meg (csillagászati értelemben vett fém: hidrogén és hélium kivételével más elem).
A galaxisok és a sötét anyag nem ütközik össze, és végül a fürt potenciáljának körül keringenek (lásd a virális tételt ).