Tíz éve működik a NASA repülőgépre telepített teleszkópja: válogatás a legérdekesebb felfedezésekből

4865

A NASA repülőgépre telepített obszervatóriuma, a SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) tíz évvel ezelőtt nézett fel először az égboltra. 2010. május 26-a óta a SOFIA számos tudományos felfedezést tett a Világegyetemről az emberi szemmel nem látható infravörös tartományban.

Első repülése során a SOFIA megfigyelte a hőkiáramlást a Jupiter felhőzetének réseinél, és felvételeket készített a Messier 82 galaxis több tízezer formálódó csillagáról. A műszer már a tesztelés során is szállított új felfedezéseket.

A SOFIA felszállás közben. (Forrás: NASA Ames Research Center)

Az átalakított Boeing 747SP repülőgép a földi vízgőz 99%-át maga alatt hagyva majdnem 14 kilométeres magasságba juttatja fel a 2,5 méter átmérőjű teleszkópot, amely így olyan tisztán láthatja az infravörös univerzumot, ahogy a felszíni távcsövek sohasem. Mobilitásának köszönhetően akár távoli helyekről, például a nyílt óceán fölött repülve is észlelhet tranzit eseményeket. Mivel a SOFIA rendszeresen leszáll, továbbfejleszthető a legmodernebb technológiával, így néhány sürgető tudományos kérdésre is választ találhat.

A kutatók a SOFIA segítségével detektálták az elsőként kialakult molekulatípust az űrben, részleteket tudtak meg a csillagok és bolygók születéséről és haláláról, magyarázatot találtak a szupernagy tömegű fekete lyukak működésére, a galaxisok fejlődésére és még sok más rejtélyre. Nézzük a SOFIA elmúlt évtizedének legnagyobb felfedezéseit!

Megtalálták a Világegyetem legrégebbi molekuláját

A SOFIA segítségével találták meg a Világegyetem legrégebben kialakult molekuláját, a hélium-hidrid iont. Alig 100 ezer évvel az Ősrobbanás után ennek kialakulása volt a kozmikus evolúció első olyan lépése, amely a ma ismert, komplex Univerzum létrejöttéhez vezetett. A molekulának a mai Világegyetem egyes részeiben is jelen kell lennie, de laboratóriumon kívül nem sikerült észlelni egészen addig, amíg a SOFIA rá nem bukkant az NGC 7027 jelű planetáris ködben. A felfedezés megerősítette a korai Univerzumról alkotott elméleteinket.

Az NGC 7027 jelű planetáris ködről készült felvétel a hélium-hidrid molekulák illusztrációjával. A SOFIA ebben a planetáris ködben érzékelte a molekulát, amelynek összetevői a hélium (piros) és a hidrogén (kék). Ez volt az első alkalom, hogy a korai Univerzumban elsőként kialakult molekula jelenlétét észlelték. (Forrás: NASA/ESA/Hubble, Judy Schmidt)

Az Orion-köd újszülött csillaga megakadályozza csillagtestvéreinek születését

Az Orion-köd egyik újszülött csillaga csillagszelével egy buborékban megtisztította a környezetét, és ezzel megakadályozza, hogy még több új csillag alakuljon ki a szomszédságában. A visszacsatolásnak nevezett hatás kulcsszerepet játszik a csillagok működésének és kialakulásának megértésében. Eddig a felfedezésig a kutatók úgy gondolták, hogy más folyamatok, így főként szupernóvaként felrobbanó csillagok szabályozzák a csillagok kialakulását.

Az Orion-ködben található újszülött csillag erőteljes csillagszele buborékot (fekete) képez, ami megakadályozza, hogy a csillag környezetében új csillagok alakuljanak ki. A csillagszél ugyanakkor „kifújja” a buborék szélére a molekuláris gázt (színes), ami sűrű héjat képez a buborék körül. (Forrás: NASA/SOFIA/Pabst és mtsai.)

A galaktikus szél segít a galaxisok fejlődésének megismerésében

A SOFIA adataiból megtudhattuk, hogy a Szivar-galaxis (M82) központjából kiáramló szél egy mágneses tér erővonalait követi, és nagy mennyiségű anyagot szállít. A mágneses tér általában párhuzamos a galaxis síkjával, de a galaktikus szél ezt merőlegesre állítja. A galaxisban születő rengeteg csillag által keltett galaktikus szél lehet az egyik olyan folyamat, amelynek köszönhetően anyag szökik ki a csillagvárosból. A korai Világegyetemben zajló hasonló folyamatok befolyásolhatták az első galaxisok kialakulását is.

Kompozit kép a Szivar-galaxisról (M82), a Nagy Medve csillagképben látszó, 12 millió fényévre lévő csillagontó galaxisról. A SOFIA által megfigyelt mágneses tér erővonalai követik a bipoláris kiáramlásokat (piros), amelyeket az intenzív csillagképződés okoz. (Forrás: NASA/SOFIA; NASA/JPL-Caltech)

A miénkhez hasonló, közeli bolygórendszer

Az ε Eridani csillag bolygórendszere hasonlít legjobban saját Naprendszerünkre: egy olyan csillag van a központjában, amely hasonlít az ősi Napra. A SOFIA megvizsgálta a forró por infravörös sugárzását, és megerősítette, hogy a rendszer felépítése feltűnően hasonlít a Naprendszerére. A rendszerben legalább egy keskeny anyagsáv van egy Jupiter méretű bolygó közelében.

Művészi illusztráció az ε Eridani rendszerről az ε Eridani b bolygóval. Jobbra, a kép előterében egy Jupiterhez hasonló tömegű bolygó kering a csillaga körül egy kisbolygóöv külső szélén. A háttérben egy másik keskeny kisbolygó- vagy üstökösövet látunk, valamint egy külső sávot, amely hasonló a Naprendszerünk Kuiper-övéhez. Az ε Eridani rendszer felépítésének Naprendszerünkhöz való hasonlósága lenyűgöző, bár az ε Eridani sokkal fiatalabb csillag, mint a Nap. A SOFIA megfigyelései megerősítették a kisbolygóöv létezését a Jupiterhez hasonló bolygó pályája mellett. (Forrás: NASA/SOFIA/Lynette Cook)

Aktív fekete lyukakat tápláló mágneses terek

A Cygnus A jelű galaxis mágneses terei táplálják a galaxis központi fekete lyukát. A SOFIA adataiból kiderült, hogy a képen vonalakkal ábrázolt láthatatlan mágneses tér csapdába ejti a galaxis központjához közeli anyagot, amit így az éhes fekete lyuk képes elnyelni. Más galaxisokban a mágneses terek inkább megvédik az anyagot attól, hogy a fekete lyukakba hulljon.

Művészi illusztráció a Cygnus A jelű galaxis magjáról és annak fánkszerű formát felvett környezetéről, a tóruszról, valamint a központból induló jetekről. A vonalakkal ábrázolt mágneses tér a tóruszban ejtette csapdába a port. A mágneses tér segítheti a galaxis magjában rejtőző fekete lyuk táplálkozását azzal, hogy a port a tóruszban tartja, elég közel az éhes fekete lyukhoz. (Forrás: NASA/SOFIA/Lynette Cook)

Fekete lyukat éheztető mágneses terek a Tejútrendszerben

Ezen a képen a Tejútrendszer központjában lévő fekete lyuk körül elhelyezkedő anyaggyűrű látható. A SOFIA érzékelte a mágneses teret, amely a gázt a fekete lyuk körüli pályára állítja, így nem tud közvetlenül belejutni. Ez megmagyarázhatja, hogy miért olyan csendes galaxisunk fekete lyuka, míg más galaxisokban a fekete lyukak aktívan táplálkoznak.

A Tejút nagy tömegű fekete lyukát körülvevő porgyűrűről készült színes felvétel a ráhelyezett áramlási vonalakkal. A középen kirajzolódó Y-forma forró anyag, ami a fekete lyuk felé áramlik. A vonalak elhelyezkedése alapján a mágneses tér pontosan követi a porstruktúra alakját. Az Y forma két karja saját mágneses térrel rendelkezik, amely a gyűrű többi részétől (rózsaszín) teljesen elkülönül. (Forrás: NASA/SOFIA; NASA/Hubble Space Telescope)

Egy köd molekulái mesélnek az élet építőköveiről

A SOFIA adataiból megtudtuk, hogy az NGC 7023 jelű nyílthalmaz szerves, összetett molekulái nagyobb, még összetettebb molekulákká állnak össze a környező csillagok sugárzásának hatására. A kutatókat meglepte, hogy a sugárzás növekedésre késztette ezeket a molekulákat ahelyett, hogy elpusztította volna őket. A molekulák egyre komplexebbé válása az egyik első lépés, amely megfelelő körülmények között az élet kialakulásához vezet.

Három színes felvétel kompozitja az NGC 7023 jelű halmazról: a SOFIA képei (vörös és zöld) és a Spitzer-űrtávcső képe (kék) PAH molekulák (policiklusos aromás szénhidrogének) különböző populációit mutatják. (Forrás: NASA/DLR/SOFIA/B. Croiset, Leiden Observatory, and O. Berné, CNRS; NASA/JPL-Caltech/Spitzer)

A szupernóva-robbanást túlélő por

A SOFIA felfedezte, hogy egy szupernóva-robbanás jelentős mennyiséget termelhet abból az anyagból, amelyből a Földhöz hasonló bolygók létrejönnek. Egy szupernóva által 10 ezer évvel ezelőtt létrehozott felhő infravörös tartományban történő megfigyelésekor kiderült, hogy ilyenkor 7000 Föld létrehozásához elég por termelődik. A kutatók már tudják, hogy az első lökéshullám által létrehozott anyag túlélheti az ezt követő, befelé haladó visszacsapó hullámot, amelyet a lökéshullám csillagközi gázzal és porral való ütközése idéz elő.

Illusztráció egy szupernóváról, amint az erőteljes lökéshullám eléri a külső gyűrűt, mielőtt az ezt követő visszacsapó hullám elindulna. A SOFIA adatai szerint az első lökéshullám során létrejött anyag túlélheti a visszacsapó hullámot, és így új csillagok és bolygók alapkövévé válhat. (Forrás: NASA/SOFIA/Symbolic Pictures/The Casadonte Group)

A Tejútrendszer központjáról készült új kép hatalmas csillagok születéséről árulkodik

A SOFIA részletgazdag infravörös képet rögzített a Tejútrendszer központjáról. A több mint 600 fényév széles területet átölelő panorámakép nagy felbontásban tárja fel a sűrű gáz- és porörvényeket, így lehetővé tesz olyan későbbi kutatásokat, melyek során megtudjuk, hogyan születnek a nagy tömegű csillagok, és mi eteti a galaxisunk magjában lévő szupernagy tömegű fekete lyukat.

Kompozit infravörös felvétel a Tejútrendszer központjáról. A képen a SOFIA új, 25 és 37 mikronos hullámhosszon (kék és zöld) rögzített adatait fésülték össze a Herschel-űrtávcső 70 mikronos (vörös), valamint a Spitzer-űrtávcső 8 mikronos (fehér) felvételeivel. A SOFIA képein olyan részletek látszanak, amelyek addig sosem. (Forrás: NASA/SOFIA/JPL-Caltech/ESA/Herschel)

Mi történik, ha exobolygók ütköznek?

A Földtől több mint 300 fényévre lévő, BD +20 307 jelű kettőscsillag-rendszerben kőzet-exobolygók ütköztek egymásnak. Az ütközés első jeleit egy évtizede észlelték először, amikor olyan törmeléket találtak, amely melegebb volt, mint az várható lett volna a legalább egymilliárd éves csillag körül. A SOFIA megfigyelései során kiderült, hogy a törmelék infravörös sugárzásának erőssége több mint 10%-al nőtt, ami azt jelenti, hogy a por most még melegebb, mivel egy ütközés történhetett a közelmúltban. Ehhez hasonló esemény alakíthatta ki a Föld körül keringő Holdat is.

Művészi elképzelés két kőzetbolygó ütközéséről a BD +20 307 jelzésű rendszerben, amelynek során mindkét bolygó törmelékké válik. Tíz évvel ezelőtt a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a rendszerben található magas hőmérsékletű por két bolygó ütközésének eredménye lehet. A SOFIA most még melegebb port talált, ami szintén az ütközéselméletet igazolja. A felfedezésnek hála saját Naprendszerünk történetéről is pontosabb képet kaphatunk. Egy ehhez hasonló, katasztrofális ütközés eredményeképpen alakulhatott ki a Hold is. (Forrás: NASA/SOFIA/Lynette Cook)

Forrás: NASA

Hozzászólás

hozzászólás