Πέταξε τελικά το Swift που θα ανιχνεύσει εκρήξεις ακτίνων-γ

Πηγή: PhysicsWeb, 22 Νοεμβρίου 2004

Η πρώτη διαστημική αποστολή που αφιερώνεται στις εκρήξεις των ακτίνων-γ προωθήθηκε τελικά από το διαστημικό κέντρο Kennedy στη Φλόριδα το Σάββατο και τέθηκε σε τροχιά γύρω από τη Γη σε ύψος 600 χιλιομέτρων. Οι εκρήξεις των ακτίνων-γ είναι τα πιο ενεργητικά και βίαια γεγονότα στον Κόσμο, αλλά συνεχίζουν να παιδεύουν τους αστροφυσικούς πάνω από 30 χρόνια αφότου ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά. Η νέα αποστολή Swift, που για τουλάχιστον δύο έτη θα κάνει παρατηρήσεις, αναμένεται να παρατηρήσει τουλάχιστον 100 τέτοια γεγονότα κάθε χρονιά.

Το Swift είναι σχεδιασμένο να περιστρέφεται ταχύτατα ώστε να εστιάζει στις εκλάμψεις των ακτίνων-γ

Οι εκρήξεις ακτίνων-γ είναι βίαιες εκρήξεις που εκπέμπουν έντονες λάμψεις ακτίνων γάμμα και που μπορούν να κρατούν επί χρόνο που κυμαίνεται από μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου έως περίπου εκατό δευτερόλεπτα. Η αρχική έκρηξη των ακτίνων γάμμα ακολουθείται έπειτα από μια μεταλαμπή ακτινοβολίας μεγαλύτερους μήκους κύματος,  που μπορεί να κρατήσει για εβδομάδες ή ακόμα και για χρόνια.

Θεωρείται ότι κάθε μέρα συμβαίνει κατά μέσον όρο περίπου μια έκρηξη ακτίνων-γ στο Σύμπαν, και πολλοί θεωρούν ότι αυτές οι εκρήξεις συμβαίνουν όταν ένα τεράστιο άστρο υποβάλλεται σε μια έκρηξη σουπερνόβα προς το τέλος της ζωής του και έπειτα καταρρέει για να σχηματίσει μια μαύρη τρύπα. Ξέρουμε ότι όταν το άστρο εξαντλήσει τα καύσιμά του και αδυνατεί να παράγει αρκετή ενέργεια, καταρρέει κάτω από την επίδραση του βάρους των ανώτερων στρωμάτων και δημιουργεί μια μαύρη τρύπα. Καθώς το υλικό που περίσσεψε από την κατάρρευση πέφτει μέσα στη μαύρη τρύπα, επιταχύνεται με μεγάλες ταχύτητες και εκπέμπει ισχυρές δέσμες ακτινοβολίας γάμμα από την περιοχή κοντά στους πόλους της μαύρης τρύπας. Μια άλλη θεωρία για την προέλευση των εκλάμψεων είναι ότι δημιουργούνται κατά τη σύγκρουση άστρων νετρονίων.

Το παρατηρητήριο Swift έχει τρία όργανα. Το Άγρυπνο Τηλεσκόπιο Εκρήξεων (BAT) θα παρατηρεί συνεχώς τον ουρανό για τις λάμψεις των ακτίνων γάμμα. Μέσα σε 20-75 δευτερόλεπτα από την επισήμανση ενός τέτοιου γεγονότος το διαστημικό σκάφος θα είναι σε θέση "γρήγορα" να επανατοποθετηθεί έτσι ώστε άλλα δύο τηλεσκόπιά του να δείχνουν προς την έκρηξη παρατηρώντας τη μεταλαμπή του με μήκη κύματος στην οπτική, στην υπεριώδη περιοχή καθώς και στις ακτίνες-X. Το τηλεσκόπιο των ακτίνων X  θα χρησιμοποιηθεί, επίσης, για να εκτελέσει την πιο ευαίσθητη έρευνα που έγινε μέχρι σήμερα στον ουρανό για τα μήκη κύματος κάτω από 10 Angstroms, με σκοπό να ανακαλύψει ενδεχομένως τουλάχιστον 400 νέες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες.  

Υπάρχουν πιθανώς δύο κύριοι τύποι εκρήξεων: Εκρήξεις που διαρκούν για πάνω από δύο δευτερόλεπτα, και πιο σύντομες εκρήξεις με διάρκεια ακριβώς μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου. Το Swift θα μπορεί αρκετά γρήγορα να προσδιορίζει τις μεταλαμπές από τις σύντομες εκρήξεις για πρώτη φορά. Επιπλέον, θα είναι σε θέση να ανιχνεύσει τις πιο εξασθενημένες - και επομένως πιο απόμακρες - εκρήξεις από ό,τι οι προηγούμενοι δορυφόροι. Οι πληροφορίες από αυτές τις απόμακρες εκρήξεις θα βοηθήσουν τους αστρονόμους να καταλάβουν με ποιο τρόπο σχηματίστηκε η πρώτη γενεά των αστεριών στο Σύμπαν.  

Οι προηγούμενες αποστολές έχουν πραγματοποιήσει ανιχνεύσεις ακτίνων-γ στην αστρονομία αλλά ο Swift έχει ως σκοπό να αποκριθεί στις εκρήξεις των ακτίνων-γ γρηγορότερα από οποιεσδήποτε από αυτές. Η αποστολή, που έχει ένα συνολικό κόστος 250 εκατομμυρίων δολαρίων, είναι μια κοινή προσπάθεια της NASA, της Ιταλικής Διαστημική Υπηρεσίας και το Συμβούλιο Έρευνας Σωματιδιακής Φυσικής και Αστροφυσικής της Βρετανίας.

Οι κύριοι στόχοι της αποστολής του  Swift είναι:

• Να προσδιορίσει την προέλευση των εκρήξεων των ακτίνων-γ

• Να ταξινομήσει τις εκρήξεις αυτές καθώς και να αναζητήσει νέους τύπους

• Να προσδιορίσει πως εξελίσσεται το ωστικό κύμα και πως αλληλεπιδρά με το περιβάλλον

• Να χρησιμοποιήσει τις εκρήξεις αυτές για να μελετήσει το αρχικό Σύμπαν

• Να εκτελέσει την πρώτη ευαίσθητη έρευνα των σκληρών ακτίνων-X στον ουρανό