АСТРОНОМІЯ - ДИТЯЧА ЕНЦИКЛОПЕДІЯ - ФОЛІО 2005

X

АСТРОНОМІЧНІ

СПОСТЕРЕЖЕННЯ

Гамма-астрономія та нейтринна астрономія

Гамма-астрономія — це розділ астрономії, що займається вивченням джерел космічного гамма-випромінювання, тобто дуже високоенергетичного випромінювання з довжиною хвилі менше 10"¹¹ метра. Таке випромінювання виникає під час ядерних реакцій при взаємодії елементарних часток, що мають дуже високі енергії, а також при взаємоперетвореннях частинок та античастинок у випромінювання.

У ході спостережень за допомогою приладів, встановлених на супутниках та міжпланетних автоматичних станціях, було зареєстровано гамма-випромінювання Сонця, пульсарів, деяких подвійних зірок, центру нашої Галактики та ядер ще деяких галактик з активними центрами. Випромінювання Сонця пояснюється численними ядерними процесами, що проходять у його надрах. Воно значно посилюється під час спалахів у його хромосфері. Гамма- випромінювання пульсарів утворюється, очевидно, у регіонах, близьких до поверхні відповідної нейтронної зірки. Його інтенсивність змінюється в часі з тим самим періодом, що і рентгенівське та радіовипромінювання пульсара.

У нашій Галактиці відкрито також джерела гамма-випромінювання невідомого походження, що сконцентровані у площині диска Галактики. Одним із найдивовижніших відкриттів у цій галузі стало спостереження в останні десятиліття гамма-сплесків — короткочасних імпульсів гамма-випромінювання тривалістю усього від однієї десятої до кількох десятків секунд. Природа гамма-сплесків досі залишається невідомою.

Нейтринна астрономія є теж досить цікавим і, певним чином, екзотичним підрозділом сучасної астрономії. Вона досліджує небесні тіла, що випускають у простір Всесвіту нейтрино, елементарні частинки, що не мають електричного заряду та рухаються зі швидкістю світла. Нейтрино утворюються в надрах зірок, де проходять термоядерні реакції. Особливо потужні потоки нейтрино формуються під час спалахів Наднових зірок.

Цікаві нейтрино перш за все тим, що вони дуже слабко взаємодіють із речовиною. Зірки, навіть у самому центрі (де густина речовини просто колосальна!), є практично повністю прозорими для нейтрино, і вони без перешкод виходять з їхніх надр у міжзоряний простір. Таким чином, реєстрація нейтрино дозволяє визначити температуру, густину та хімічний склад у центральних областях зірок, що є недосяжними для дослідження іншими засобами.

Проте саме через дуже слабку здатність до взаємодії з речовиною реєструвати нейтрино досить важко. Це можна зробити, лише спостерігаючи за тими змінами та перетвореннями, до яких приводить така взаємодія. Так, наприклад, у реакції з ядром Хлора утворюється ядро радіоактивного Аргона. Вимірюючи швидкість утворення радіоактивного Аргона у реакційному об’ємі, що містить певну речовину з атомами Хлора, можна зареєструвати потік нейтрино, який приводить до таких змін.

Перетворення, спричинені нейтрино, проходять дуже повільно. Так, у майже двох тисячах тонн хлору під впливом сонячних нейтрино утворюється лише один атом Аргона за добу! Щоб уникнути космічного проміння та інших чинників, які заважають дослідженням, нейтринні телескопи розташовують глибоко під землею у шахтах або тонелях.

На сьогодні здійснено спроби дослідження нейтринного випромінювання Сонця. Результати експериментів свідчать про те, що потужність потоку сонячних нейтрино помітно менша за обчислену теоретично. Пояснення цьому феномену поки що не знайдено. Реєстрація нейтринного випромінювання інших небесних об’єктів знаходиться поки що на межі чутливості сучасних нейтринних телескопів і перебуває серед завдань найближчої перспективи.

Контейнер із хлорвмісною речовиною, що знаходиться глибоко під землею у шахті частина експерименту з пошуку сонячних нейтрино у Південній Дакоті, США

Один із перших у світі нейтринних телескопів — японський проект « Супер-Каміоканде»