Hat hírvivő a világűrből

AZ ÉBREDJETEK! JAPÁN TUDÓSÍTÓJÁTÓL

AVILÁGŰRBŐL állandóan érkeznek hírvivők. Hihetetlen információkat hoznak magukkal a körülöttünk lévő óriási világűrről. Ezek a hírvivők — összesen hatan — fénysebességgel haladnak, vagyis másodpercenként 300 000 kilométert tesznek meg. Egyikük látható, de a többi mind láthatatlan az emberi szemek számára. Mik ők?

Az elektromágneses színkép

Már több mint 300 éve ismeretes, hogy amikor a fény áthalad egy prizmán, akkor a szivárvány hét fő színében lép ki belőle. Ez azt mutatja, hogy a közönséges fény tartalmazza a szivárványnak mind a hét színét, sorrendben a vöröset, a narancsot, a sárgát, a zöldet, a kéket, az indigót és az ibolyát.

Fénynek tekintjük a fotonoknak nevezett, nulla tömegű részecskék áramlását, melyeknek hullámszerű tulajdonságaik is vannak. Két hullámhegy egymástól való távolságát hullámhossznak nevezzük, és az angström — rövidítve Å — nevű mértékegységgel mérjük. Ez egytízmilliárdomod méter. A látható fény 4000 és 7000 angström között van, és a különböző hullámhosszú fény különböző színekben tűnik fel. (Lásd a 15. oldalon lévő ábrát.)

A fotonoknak azonban más hullámhosszuk is lehet. A fotonok áramának — melyet elektromágneses sugárzásnak hívnak — különböző nevei vannak attól függően, hogy milyen hullámhosszúak. Négyezer angström alatt, ahogy a hullámhossz rövidebbé válik a látható fény hullámhosszánál, az elektromágneses hullámok fokozatosan tűnnek fel mint ibolyántúli (UV) sugárzás, röntgensugárzás és gamma-sugárzás. Amikor a hullámok 7000 angströmnél hosszabbak, nem láthatók többé, hanem az elektromágneses színkép infravörös és rádiósugárzás részében vannak. Így van „hat hírvivőnk” világűrből. Bőséges információt hoznak az égitestekről. Most lássuk csak, hogyan szerzik meg tőlük ezt az értékes információt.

Látható fény — az első hírvivő

A csillagászok attól az időtől kezdve, hogy Galilei 1610-ben az ég felé fordította távcsövét, egészen 1950-ig elsősorban optikai távcsöveket használtak a világegyetem tanulmányozásához. Az elektromágneses színképnek csak a látható részével ismerkedtek meg. Néhány égi tárgy csak nagyon halványan volt látható az optikai távcsöveken keresztül, és a csillagászok fotofilmre vették fel ezeket tanulmányozás végett. Most egyre általánosabbá válnak a töltéscsatolású eszközök néven ismert elektronikus detektorok, melyek tízszer—hetvenszer érzékenyebbek a fotofilmnél. A látható hírvivő a csillagok sűrűségéről, hőmérsékletéről, vegyi elemeiről, valamint távolságáról ad felvilágosítást.

Ahhoz, hogy befogják a fényt, egyre nagyobb távcsöveket építenek. 1976 óta az a majdnem 6 méteres távcső volt a világ legnagyobb tükrös távcsöve, amelyik a Zelencsukszkaja Asztrofizikai Obszervatóriumban van Oroszországban. 1992 áprilisában azonban befejezték a Hawaii-szigeteki Mauna Keán az új Keck tükrös optikai távcsöveta. Egyetlen szimpla tükör helyett a Keck-távcső 36 darab hatszög alakú tükörlapból tevődik össze. A lapok átmérője együttesen 10 méter.

Egy második Keck-távcső is építés alatt áll az eredeti szomszédságában, melyet most Keck I-nek hívnak, és a két távcső optikai interferométerként működhet. Ez szükségessé teszi a két 10 méteres távcső számítógéphez csatlakoztatását, amely egy szimpla, 85 méteres átmérőjű tükörével egyenlő lehetséges felbontóképességet eredményez. A „felbontóképesség”, vagy „elválasztó képesség” a részletek szétválasztásának képességére utal.

A Tokiói Országos Csillagászati Obszervatórium jelenleg egy 8,3 méteres optikai/infravörös távcsövet építtet Mauna Keán, melyet Subarunak (a Fiastyúk csillaghalmaz japán neve) neveznek. Egy 261 működtető szerkezettel alátámasztott vékony tükörből fog állni, melyek másodpercenként fognak igazítani a tükör formáján, hogy ellensúlyozzanak a tükör felületén bekövetkezett minden elváltozást. Más hatalmas távcsövek építése is folyamatban van, tehát biztosan többet is megtudunk még az első hírvivőtől — a látható fénytől.

Rádióhullámok — a második hírvivő

A Tejútrendszer rádióhullám-kibocsátását először 1931-ben fedezték fel, de a rádiócsillagászok csak az 1950-es években kezdtek el együtt dolgozni az optikai csillagászokkal. Az űrből jövő rádióhullám-kibocsátások felfedezésével láthatóvá vált az, amit az optikai távcsövekkel nem láttak. A rádióhullámok megfigyelésével lehetőség nyílt galaxisunk középpontjának megtekintésére.

A rádióhullámok hullámhossza hosszabb, mint a látható fényé, ezért nagy antennákra van szükség a jelek felfogásához. A rádiócsillagászatban való felhasználás végett 90 méter vagy annál nagyobb átmérőjű antennákat építenek. Mivel még az ekkora műszerek felbontóképessége is alacsony, a csillagászok számítógéppel sorban összekapcsolják a rádiótávcsöveket egy olyan módszerrel, melyet rádió-interferometriának hívnak. Minél nagyobb a távcsövek közti távolság, annál nagyobb a felbontóképesség.

Egy ilyen csatlakozás a Nobejama Rádió Obszervatórium 45 méteres antennája Japánban; a 100 méteres antenna Bonnban (Németország); és a 37 méteres távcső az Egyesült Államokban. Ezt a fajta csatlakozást nagyon hosszú bázisvonalú interferometriának (VLBI) nevezik, és egyezred szögmásodpercesb pontosságú felbontás érhető el vele, vagyis egy 1,8 méteres négyzetalakzatot tesz kivehetővé a holdon. Az ilyen VLBI-t a Föld átmérője korlátozza.

A Nobejama Rádió Obszervatórium egy előrehaladást tesz ennek a hírvivőnek a befogásában azáltal, hogy egy 10 méteres rádióantennát helyez el az űrben. 1996-ban indítják el Japánból, és a Japánban, Európában, az Egyesült Államokban, valamint Ausztráliában levő rádiótávcsövekhez lesz csatlakoztatva, mely által 30 000 kilométeres bázisvonalat alkot. Más szóval, ez a csatlakozás olyan lesz, mint egy óriási távcső, amely háromszor olyan nagy, mint maga a Föld! Ennek 0,0004 szögmásodperces felbontóképessége lesz, mely azt jelenti, hogy képes lesz meglátni egy 70 centiméteres tárgyat a holdon. A neve VLBI Űrobszervatóriumi Program, vagy röviden VSOP, amit arra fognak használni, hogy feltérképezzék és tanulmányozzák a több milliárd fényévnyire levő galaktikus magokat és kvazárokat, ahol az elképzelések szerint szupertömegű fekete lyukak vannak. Mint a második hírvivő a világegyetemből, a rádióhullámok látványos teljesítményt nyújtanak, és továbbra is felvilágosítást fognak adni a forrásaikról.

Röntgensugarak — a harmadik hírvivő

A röntgensugarakat először 1949-ben figyelték meg. Mivel a röntgensugarak nem tudnak áthatolni a Föld légkörén, a csillagászoknak várniuk kellett a rakéták és a műholdak kifejlesztésére ahhoz, hogy információt kapjanak ettől a hírvivőtől. A röntgensugarak rendkívül magas hőmérsékleten jönnek létre, így felvilágosítással szolgálnak a csillagok forró légköréről, a szupernóvamaradványokról, a galaxishalmazokról, a kvazárokról és az elméleti fekete lyukakról. (Lásd az Ébredjetek! 1992. március 22-i számában az 5—9. oldalt.)

1990 júniusában elindították a Röntgen-műholdat, és sikerült feltérképeznie az egész röntgen-világegyetemet. A feljegyzett információk arra mutattak, hogy az egész égen négymillió röntgenforrás van szétszórva. Ám ezek között a források között ismeretlen háttérizzás van. Lehet, hogy kvazárhalmazokból jön, melyekről úgy vélik, hogy azoknak a galaxisoknak az energiamagjai, melyek közel vannak ahhoz, amit néhány csillagász a „látható világegyetem szélének” nevez. Örömmel várjuk, amikor a kellő időben több információt szerezhetünk a röntgenhírvivőtől.

Infravörös sugárzás — a negyedik hírvivő

Az infravörös sugárzást először az 1920-as években figyelték meg. Mivel a vízgőz elnyeli az infravörös sugárzást, ahhoz, hogy a legjobb eredményeket érjék el, keringő műholdakat használnak e hírvivő megvizsgálására. 1983-ban az Infravörös Csillagászati Műholdat (IRAS) használták fel az egész infravörös ég feltérképezésére, és ez 245 389 infravörös forrást fedezett fel. A tárgyaknak körülbelül a 9 százaléka (22 000) nyilvánvalóan távoli galaxis.

Az optikai távcsövek nem látnak át az űrben lévő, gázok és por alkotta egész területen. Ez a negyedik hírvivő azonban lehetővé teszi, hogy messzebbre „lássanak” a porban, és különösen értékes galaxisunk középpontjának megfigyelésében. A tudósok azt tervezik, hogy keringésbe hoznak egy Infravörös Űrtávcső Berendezés nevű infravörös távcsövet, amely 1000-szer érzékenyebb az IRAS-nál.

Ibolyántúli sugárzás — az ötödik hírvivő

Az ibolyántúli (UV) sugárzás terén az első csillagászati megfigyelést 1968-ban végezték. Az ózonréteg megakadályozza ennek a sugárzásnak a legnagyobb részét abban, hogy elérje a földfelszínt. A Hubble-űrtávcső, melyet 1990 áprilisában bocsátottak útjára, fel van szerelve mind a látható, mind az ibolyántúli sugárzások megfigyelésére, és 30 kvazárt fog célba venni, melyek tízmilliárd fényévc távolságra vannak. Más szóval, az ibolyántúli hírvivő megfigyelése lehetővé teszi, hogy meglássuk, milyen volt a világegyetem mintegy tízmilliárd évvel ezelőtt. Remélhetőleg ez a hírvivő sok rejtélyt fog feltárni a világegyetemről.

Gamma-sugarak — a hatodik hírvivő

A gamma-sugarak nagyenergiájú sugárzások, rendkívül rövid hullámhosszon. Szerencsére a légkör megakadályozza, hogy a legtöbb ilyen káros sugár elérje a földfelszínt. Ezt a hírvivőt a világegyetemben lezajló heves eseményekkel hozzák kapcsolatba. 1991. április 5-én a Nemzeti Repülési és Űrkutatási Hatóság felbocsátotta az űrbe a Gamma-sugár Obszervatóriumot. Olyan eseményeket fog megfigyelni, melyekben a kvazárok, a szupernóvák, a pulzárok, az elméleti fekete lyukak és más, távoli tárgyak vesznek részt.

Az űrkorszak megjelenésével a csillagászok most az egész elektromágneses színképet — a rádióhullámoktól a gamma-sugarakig — meg tudják figyelni. Ez igazán a csillagászok aranykora. Amikor ’felemeljük szemeinket a magasba’, most ’láthatjuk’ — a csillagforrásokból jövő eme hat hírvivő segítségével — mindegyikük Teremtőjének elképesztő bölcsességét (Ésaiás 40:26; Zsoltárok 8:4, 5). Ahogy a csillagászok továbbra is dekódolják az információkat, melyeket e hat hírvivő hoz, folyton úgy érzünk, ahogy Jób érzett több mint 3000 évvel ezelőtt: „Ímé, ezek az ő útainak részei, de mily kicsiny rész az, a mit meghallunk abból!” (Jób 26:14).

[Lábjegyzetek]

[Ábra a 15. oldalon]

(A teljes beszerkesztett szöveget lásd a kiadványban.)

0.1 Å Gamma sugarak

1 Å Röntgensugarak

10 Å

100 Å UV

1000 Å

4000–7000 Å Látható fény

10 000 Å Infravörös

10 μ

100 μ Rádiósugárzás

1 mm

1 cm

10 cm

1 m

[Kép a 15. oldalon]

A VSOP-rádióűrtávcsővel lehetővé válik, hogy megkülönböztessünk egy 70 centiméteres tárgyat a Holdon

[Forrásjelzés]

VSOP: a Nobejama Rádió Obszervatórium (Japán) szíves engedélyével

[Kép a 15. oldalon]

Az épülő Subaru optikai/infravörös távcső rajza

Subaru: az Országos Csillagászati Obszervatórium (Japán) szíves engedélyével