Rentgenski opazovalec črnih lukenj

Nasin teleskop Nustar vesolje opazuje v visokoenergijski rentgenski svetlobi in tako zaznava nekatere najbolj burne dogodke, kot so črne luknje, ki požirajo okoliško snov, in radioaktivne ostanke eksplodiranih zvezd.

Satelit s polnim imenom Jedrski spektroskopski teleskop (Nuclear Spectroscopic Telescope Array – NuSTAR) je nedavno imel deseto obletnico izstrelitve, v orbito so ga namreč poslali junija 2012. Je prvi teleskop, sposoben opazovanja v visokoenergijskem območju rentgenskih žarkov (3–79 keV) elektromagnetnega spektra. Njegova rentgenska satelitska »kolega« Chandra in XMM Newton oprezata za viri z energijo od 0,1 do 10 keV oziroma 12 keV.

Evropski rentgenski velikan

Nustar je od omenjenih dveh precej manjši; medtem ko ima satelit XMM Newton čez tri tone, Chandra pa skoraj pet, ima Nustar le slabih 200 kilogramov. Satelit je namreč del Nasinega programa malih raziskovalcev SMEX. Vsekakor velja pohvaliti domiselnost inženirjev. Rentgenski sateliti za fokusiranje potrebujejo velike goriščne razdalje, torej so zelo veliki oziroma dolgi, zato jih je treba izstreliti z velikimi raketami (za Chandro so denimo uporabili raketoplan), pri Nustarju pa so se znašli, saj so oblikovali zložljivo ogrodje, na katero so nato namestili optiko in instrumente. Konstrukcija se je šele v vesolju razprla na končno dolžino desetih metrov.

Z barvitim posterjem so pri Nasi obeležili deseto obletnico izstrelitve. FOTO: NASA/JPL-Caltech 

Nustar je pravzaprav specialist za črne luknje. Samih črnih lukenj seveda ne vidi, ker iz njih ne more pobegniti niti svetloba, vendar so te vesoljske pošasti obkrožene z diskom plinov, ki oddajajo svetlobo v različnih valovnih dolžinah. Tako je satelit posredoval podatke, kako črne luknje povzročajo curke visokoenergijskih delcev, ki se raztezajo več tisoč svetlobnih let daleč. Med največjimi dosežki satelita ob sodelovanju s satelitom XMM Newton je meritev hitrosti vrtenja črne luknje. Hitrost vrtenja vpliva na to, kako ogromno gravitacijsko polje ukrivlja prostor-čas. S satelitom so odkrili tudi številne prej neznane črne luknje, prav tako pa odkrivajo nevtronske zvezde, ostanke zvezd po njihovi smrti, ko jim zmanjka goriva in se sesedejo same vase. Nevtronske zvezde so po premeru zelo majhne zvezde, tipično velike kot velemesto, vendar vse nadoknadijo s svojo maso, saj so izredno goste, hkrati imajo močno magnetno polje. S satelitom so opazovali nevtronsko zvezdo M82 X-2 v galaksiji Messier 82 ali M82, ki izseva energijo kar 10 milijonov Sonc. Znanstveniki so menili, da toliko energije zvezda ne more izsevati, prej bi stavili na črno luknjo, vendar so Nustarjeve ​podatke potrdili še z drugimi sateliti in tako ugotovili, da gre res za nevtronsko zvezdo.

Teleskop, ki spreminja rentgensko astronomijo

V naši bližnji soseščini virov tako visokoenergijskih žarkov ni veliko, proizvaja jih le Sonce, in tako je Nustar med drugim opazoval, kako se oblikujejo mikroblišči, ko Sonce izbruhne manjše količine delcev s svojega površja. Podatki so bili uporabni za razumevanje nastanka večjih bliščev, ki v okolico ponesejo nevarne delce. Nedavno pa je rentgenske žarke višjih energij satelit zaznal tudi pri Jupitru. Ti so bili do zdaj izmuzljivi, Chandra in XMM Newton sta zaznavala le žarke nižjih energij. Jupitrova luna Io z izbruhi vulkanov planetu pošilja nabite delce, magnetno polje jih nato potisne proti poloma, kjer se ob stiku z atmosfero spremenijo v sije. Znanstveniki so domnevali, da bi morali ti delci ustvarjati tudi žarke X višjih energij, in Nustar je te domneve potrdil.