Az Androméda-galaxis röntgenforrásai
Az APOD mai felvételén a NuSTAR műhold felvétele látható a Messier 31 (Androméda-)galaxisról. A felvételt 2016. január 5-én publikálták a NuSTAR misszió weboldalán
Az Androméda-galaxis vagy más néven Androméda-köd (M31, NGC 224) egy spirálgalaxis az Androméda csillagképben. Távolsága a Naptól megközelítőleg 2,5 millió fényév. Az Androméda-galaxis a Lokális Halmaz legnagyobb tagja és egyben a Tejútrendszerhez legközelebbi spirálgalaxis. Megjelenését tekintve küllős spirálgalaxis, a küllőkre éppen a hossztengelyük irányából láthatunk rá.
A felvételt készítő Nuclear Spectroscopic Telescope Array (angolul Nukleáris spektroszkópiai-távcső rács, rövidítve NuSTAR) csillagászati műhold, a NASA Small Explorer Programjának 11. tagja. A röntgen-tartomány nagyobb energiájú, a gamma-sugárzáshoz közelebbi részében közvetlen képalkotásra alkalmas műhold. Fő feladata a nagyon nagy tömegű fekete lyukak vizsgálata, az elemi részecskék gyorsulásának tanulmányozása galaxisokban, valamint a Tejútrendszerben lévő fiatal szupernóva-maradványok radioaktív izotóp-arányainak feltérképezése. A NuSTAR megközelítőleg 100-szor élesebb képet ad, mint a korábbi röntgentávcsövek.
A NuSTAR műszerei:
Röntgenoptika:
Mivel a röntgensugarakat nem lehet hagyományos módon, üvegből készült lencsékkel fókuszálni (mert a röntgensugarak elnyelődnek az üvegben), ezért a fókuszálást az ún. „Wolter Type I” (vagy Wolter-I) típusú, visszaverő optikával oldják meg (nevét Hans Wolter német fizikusról kapta). Az eljárás lényege, hogy az optikai felületek majdnem párhuzamosak a beérkező röntgensugarakkal, így azok visszaverődnek róluk, ahelyett, hogy elnyelődnének. A NuSTAR optikai felületének első része parabola, a második rész hiperbola alakú. Legnagyobb észlelhető energia: 79 keV (viszonyításként, ez a Chandra műhold esetén “csak” 15 keV).
Kihúzható rács:
A műhold pályára állításkor a hordozó rakétában rendelkezésre álló 2 m-es távolság szükségessé teszi, hogy a röntgentávcső teljes, a működéshez szükséges 10 m-es hossza csak a Föld körüli pályára állás után álljon elő. Ennek érdekében egy speciális rácsot szerkesztettek, amely kinyitása után a precíziós beállítását egy speciális mechanizmus végzi, két lézer és három fényérzékelő detektor segítségével. Ezek mérései nélkül a kapott kép homályosabb (életlen) lenne.
2 db CdZnTe érzékelő:
A kadmium-cink-tellúr érzékelők, amelyek egyenként 4 db 32×32 pixeles detektorelemből állnak. Az érzékelők képeit a földi központban egyesítik.
A NuSTAR segítségével a szomszédos Androméda-galaxisban sikerült 40 darab röntgenkettőst felfedezni. Az intenzív röntgensugárzás forrása egy fekete lyuk vagy neutroncsillag lehet, amelyet egy másik, normál csillag táplál.
Az eredmények tanulmányozásával a kutatók jobban meg tudják érteni a röntgenkettősök fejlődését. Az elfogadott elméletek szerint ezeknek az objektumoknak jelentős szerepet játszanak a csillagközi térben található gázok felhevítésében, melyekből a legelső galaxisok születtek. Az ilyen kettősökben valaha mindkét csillag normál, fősorozati csillag volt, de az egyik elfejlődött, felrobbant, és neutroncsillaggá vagy fekete lyukká (vagyis csillagászatilag ún. kompakt objektummá) vált. A másik, még normál fősorozati vagy vörös óriáscsillagról anyag áramlik át, amely egy anyagbefogási korongon (akkréciós diszken) keresztül táplálja a kompakt objektumot. A röntgensugárzás jöhet a diszkből, a forró pontról (ahol a kísérőről származó anyagáram eléri a diszket), vagy a diszkre merőleges, esetleg meglévő nyalábokból (jetekből), de a neutroncsillag felszínéről is. A röntgenkettősök egyik tagja tehát minden esetben egy haldokló csillagból kialakul neutroncsillag vagy fekete lyuk.
“Az Andromeda-köd az egyetlen nagy spirálgalaxis, ahol láthatjuk az egyes röntgenkettősöket és tanulmányozni is tudjuk őket egy, a mi Tejútrendszerünkhöz hasonló környezetben.” mondta Daniel Wik (NASA Goddard Űrközpont) , aki ismertette az eredményeket az Amerikai Csillagászati Szövetségnek a floridai Kissimmee-ben tartott 227. ülésén.
A NASA Chandra űrtávcsövével készítettek élesebb felvételeket is az Androméda-galaxisról alacsonyabb energiájú röntgen tartományban. A két műhold felvételeinek kombinációja egy hatékony eszközt ad a csillagászok számára a röntgenkettősök kutatásához.
Fiona Harrison, kutatásvezető a NUSTAR projektben, hozzátette: “A szomszédos Androméda-galaxis elmeséli nekünk a csillagok, galaxisok születésének történetét.”
