اخترشناسی پرتو گاما

نگاشته شده به تاریخ ۲ اردیبهشت ۱۳۹۰ در موضوع نجوم | ۱ دیدگاه

پرتوهای گاما (Gamma rays) مهیب‌ترین و فاجعه بار‌ترین رویداد‌ها و اجرام، مانند تپ اختر‌ها، اختروش (Quasar)‌ها و سیاه چاله‌ها را در گوشه و کنار عالم نمایان می‌کند. این تابش کوتاه‌ترین طول موج و بیشترین انرژی را در میان انواع تابش‌ها دارد. هیچ ابرگاز یا ستاره‌ای آنقدر داغ نیست که در این طول موج‌ها تابش کند، با آنکه واکنش‌های هم جوشی هسته‌ای در مرکز تمام ستاره‌ها فقط پرتو گاما تولید می‌کنند، سطح ستاره برای تولید چنین پرتوی به اندازه کافی داغ نیست. در عوض، اتم‌های رادیواکتیو در فضا پرتوهای گاما تولید می‌کنند. به علاوه، بر اثر برخورد شدید ذراتی که با سرعت حدود سرعت نور به یکدیگر می‌خورند یا وقتی ماده و پادماده یکدیگر را نابود می‌کنند، این پرتو تولید می‌شود. اختر‌شناسان پرتو گاما هنوز در دوره‌ی نوزادی است و اختر‌شناسان باید منابع بسیاری را در این تابش پر انرژی شناسایی کنند.

طیف پرتو گاما:
حتی بلند‌ترین طول موج‌های پرتو گاما، که با پرتو ایکس هم مرز است، طول موجی کوتاه‌تر از قطر یک اتم دارد. هیچ حد پایینی برای طول موج‌های پرتو گاما وجود ندارد. کوتاه‌ترین تابشی که تا بحال کشف شده، یک میلیون میلیارد بار کوتاه‌تر از طول موج نور عادی است. چنین پرتوهای گامایی با این طول موج کوتاه معمولی نیستند؛ زیرا اجرامی چنان پر انرژی، که آن‌ها را ایجاد می‌کنند، در عالم بسیار نادرند. تمام پرتوهای گاما آمده از فضا در جو زمین جذب می‌شود. جو زمین در اینجا هم سپر نجات بخش حیات در مقابل عامل تهدید کننده‌ای از فضای بی‌کران است.

رصدخانه‌ی پرتو گاما کامپتون (Compton Gamma Ray Observatory):
رصدخانه‌ی پرتو گامای ۱۷ تنی کامپتون سنگین‌ترین رصدخانه است که تا بحال به فضا پرتاب شده است و دومین «رصدخانه‌ی بزرگ» ناسا بود (تلسکوپ فضایی هابل نخستین آن‌ها بود). این ماهواره چهار آشکارساز حمل می‌کرد و از روش‌های گوناگونی برای تهیه‌ی تصاویر گاما از آسمان در دو طیف و فوران‌های پرتو گاما استفاده می‌کرد. این رصدخانه از سال ۱۹۹۱ تا ۲۰۰۰ فعال بود و سرانجام در پایان ماموریت خود، در جو زمین سوخت. در این مدت شمار چشمه‌های گامای شناخته شده ده برابر شد (حدود ۴۰۰ عدد) و حدود ۲۵۰۰ فوران گذرای گاما نیز ثبت گردید.

آشکارساز چرنکوف:
پرتوهای گامای فضایی هرگز به زمین نمی‌رسند. اما ابزارهای زمینی آن‌ها را آشکار می‌کنند؛ زیرا با برخورد هر پرتو پر انرژی گاما با جو زمین، ذرات ثانویه‌ی بسیاری به پایین سرازیر و سبب تابشی ضعیف در اتم‌های هوا می‌شوند که با بررسی آن می‌توان اطلاعاتی از پرتو گامای اولیه به دست آورد. یک آشکارساز چرنکوف نور را مانند تلسکوپی عادی جمع آوری می‌کند؛ اما مترصد شکار تابش‌های ثانویه‌ی حاصل از ورود پرتو گاما به جو زمین است. هر تابشی، درفشی کوتاه است که فقط چند میلیاردم ثانیه دوام می‌آورد.

آشکارسازی پرتو گاما:
پرتوهای گاما مستقیم از میان آینه یا عدسی می‌گذرند و بازتاب نمی‌شوند. پس در آشکارسازی‌های فضایی گاما برای تشکیل تصویر، از روش‌های غیرمستقیم استفاده می‌شود. در آشکارساز اگرت (EGRET) پرتوهای گاما از میان لایه‌های نازک تنگستن فلزی می‌گذرند و هنگام برخورد با اتم تنگستن، دو ذره (یک الکترون و یک پوزیترون) تولید می‌کنند. مسیر این ذرات به کمک قفسه‌ای از محفظه‌های جرقه، که مانند شمارشگر در آشکارسازهای پرتو ایکس عمل می‌کنند، محاسبه می‌شود.

آسمان در پرتو گاما:
آسمان در طول موج‌های گاما بسیار متفاوت است. هیچ یک از ستاره‌ها و صورت‌های فلکی معمول را نمی‌بینیم. در عوض، ابرهای گازی وسیع درخشانی در سراسر دید گسنرده شده‌اند. در میان آن‌ها، نقاط درخشانی به چشم می‌آید که مانند فلاش روشن و خاموش می‌شوند. برخی از آن‌ها، تپ اخترهایی هستند که فلاش زدن‌هایشان تناوب منظمی دارد. بقیه، که فوران گر پرتو گاما نامیده می‌شوند، فقط چند ثانیه بسیار شدید می‌درخشند و نورشان در آن مدت کوتاه، هر چیز دیگری را در آسمان پرتو گاما تحت الشعاع قرار می‌دهد. منشا این فوران‌های زودگذر حوادث مهیبی مانند ابرنواختر در کهکشان‌های بسیار دوردست است. فوران گرهای گاما چنان انفجارهای پر انرژی‌ای هستند که اگر در کهکشان ما رخ دهند، به پدیده‌ی بی‌نظیری در آسمان تبدیل می‌شوند و اگر در همسایگی ما باشند، حتی ممکن است جو زمین و حیات را در خطر قرار دهند.

نقاب‌های رمزگذاری شده:
پرتوهای گاما کانونی نمی‌شوند؛ اما ماسک یا نقاب‌های رمزگذاری شده راهی برای ایجاد تصاویر پرتو گاما با وضوح زیاد هستند. این تقاب شبکه‌ای از ماده‌ی جذب کننده‌ی پرتو گاما با الگویی خاص است که بالای محفظه‌ی جرقه قرار می‌گیرد. وقتی این نقاب در معرض تابشی از یک منبع پرتو گاما قرار می‌گیرد، سایه‌ای از آن بر نقاطی می‌افتد که در آن‌ها هیچ پرتو گامایی آشکار نشده است. موقعیت این سایه، موقعیت منبع پرتو گاما را بسیار به دقت نشان می‌دهد.

*منبع: فرهنگ‌نامه‌ی نجوم و فضا

Share
  1. فرهاد
    ۲۷ مهر ۱۳۹۱ در ۱۲:۰۷ | #1

    ممنون مفید بود.

دیدگاه ها مسدود است.