Przeskocz do treści

Delta mi!

Prosto z nieba

Świece standardowe i kalibratory

Michał Bejger

o artykule ...

  • Publikacja w Delcie: październik 2011
  • Publikacja elektroniczna: 2 października 2011
  • Autor: Michał Bejger
    Notka biograficzna: Profesor Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika PAN. Członek zespołu naukowego Virgo (Virgo-POLGRAW), który w lutym 2016 r. odkrył fale grawitacyjne.
obrazek

NASA, ESA, J. Hester, A. Loll (ASU)

Mgławica Krab (M1)

NASA, ESA, J. Hester, A. Loll (ASU)

Mgławica Krab (M1)

Mierzenie odległości we Wszechświecie nie jest, jak wiadomo, sprawą prostą. Jako że nie da się po prostu przyłożyć do astronomicznych obiektów odpowiednio długiej "linijki", musimy posługiwać się różnymi (czasami nie zawsze stuprocentowo skutecznymi) metodami pośrednimi.

Znajomość procesów fizycznych prowadzących do emisji przez ciało niebieskie określonej ilości energii w określonym czasie pozwala nam na konstrukcję tzw. drabiny odległości, czyli wyznaczenie odległości od dalekich obiektów na podstawie dokładnie zmierzonej odległości do obiektów dość bliskich.

Takie odpowiednie obiekty nazywa się świecami standardowymi; przykładami są często używane cefeidy (gwiazdy pulsujące typu |δ Cephei, których jasność zależy w prosty sposób od okresu pulsacji), a także supernowe typu Ia, czyli akreujące materię białe karły, eksplodujące z powodu niestabilności grawitacyjnej po przekroczeniu masy Chandrasekhara (około 1,4M ). Badanie supernowych typu Ia pozwoliło powiązać lokalne odległości w Galaktyce z rozmiarem całego Wszechświata, czyli wyznaczyć stałą Hubble'a.

obrazek

Podobną rolę standardu jasności, używanego przez astronomów do kalibrowania teleskopów oraz do definiowania systemów fotometrycznych, za pomocą których obserwuje się niebo w różnych filtrach, spełnia Wega ( |α Lyrae), gwiazda o stałej, w tym przypadku prawie zerowej jasności: |mV = +0,03 (w paśmie widzialnym V) i kolorze (czyli różnicy jasności w dwóch odpowiednio dobranych filtrach). Możemy ją oraz cały gwiazdozbiór Lutni obserwować w tym miesiącu wysoko na niebie, w kierunku południowo-zachodnim.

Dla badaczy nieba w zakresie rentgenowskim "gwiazdę odniesienia" stanowiła zwyczajowo mgławica Krab (M1). Znajduje się ona w gwiazdozbiorze Byka, pomiędzy Capellą ( α Aurigae) a Betelgezą ( α Orionis) i jest pozostałością po wybuchu supernowej z roku 1054. Można ją dostrzec w tym miesiącu późnym wieczorem i nocą na wschodnim niebie za pomocą lornetki (jasność |mV = +8,4 ). Legendarnie stabilna emisja rentgenowska mgławicy zyskała nawet swoją jednostkę, zwaną krabem (ang. crab), równą 2,4 ⋅10−11 W/m2 (przeważnie do badań używa się milikrabów).

W międzyczasie Krab postanowił jednak spłatać naukowcom psikusa: według ostatnich pomiarów mgławica przestała świecić jednostajnie i w ciągu ostatnich paru lat zmieniła jasność o około 7%. Teleskop kosmiczny Fermiego rejestruje dodatkowo zupełnie niespodziewane intensywne rozbłyski promieniowania γ powstające w okolicach środka mgławicy, tj. w pobliżu pulsara. Nie pierwszy to raz (i na pewno nie ostatni), gdy Natura okazuje się bardziej skomplikowana niż wyobraźnia badaczy; przypuszcza się, że rozbłyski te mogą być przejawem dynamicznej ewolucji pola magnetycznego pulsara, które przyspiesza strumienie naładowanych elektrycznie cząstek emitujących twarde promieniowanie, ale spójna teoria wyjaśniająca tę zagadkową aktywność, jak dotąd, nie powstała.