Невидимая Вселенная — Мир Знаний

Невидимая Вселенная

Видимый свет, в котором мы наблюдаем Вселенную невооруженным глазом, представляет собой лишь узкую полосу волн электромагнитного спектра. Космос же излучает много других волн, включая инфракрасные, рентгеновские, гамма-лучи и даже частицы, названные нейтрино. Для их обнаружения требуется специальная техника.

НЕВИДИМЫЕ ЛУЧИ

Первым обнаружил невидимые лучи выдающийся астроном Уильям Гершель (1738-1822). Он занимался измерением температуры отдельных цветов радуги. Странно, но самый большой показатель термометр зафиксировал с одного конца красного края радуги. Это дало Гершелю основание заподозрить наличие невидимых лучей, которые он назвал калорическими (от «тепло» по-латыни). Он обнаружил, что эти лучи могут поглощаться, отражаться и преломляться так же, как и видимый свет.

НЕВИДИМЫЕ ЛУЧИТермин «инфракрасный» (инфра — «низший» или «ниже» по-латыни) появился в конце XIX века. Открытые лучи так назвали, потому что они находились ниже красного края электромагнитного спектра.

ОБНАРУЖЕНИЕ ИНФРАКРАСНЫХ ЛУЧЕЙ

С появлением более чувствительных методов наблюдений инфракрасная астрономия развивалась все активнее. К 1960-м годам инфракрасные телескопы стали запускать на воздушных шарах в верхние слои атмосферы, где космические инфракрасные лучи было легче обнаружить. Чуть позже начали применять специальные самолеты, как, например, воздушная обсерватория им. Койпера НАСА, работающая с 1975 по 1995 год.

Большинство наземных инфракрасных телескопов располагается на вершинах гор. Крупнейший в мире британский инфракрасный телескоп (UKIRT) установлен близ гавайской вершины Мауна-Кеа. Такие приборы используются для изучения межзвездного газа и пыли, из которых образуются новые звезды.

ЗАГАДОЧНЫЕ РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИ

В 1898 году немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген (1845-1923), экспериментируя с катодными лучами, обнаружил, что их сопровождают какие-то невидимые лучи. Он назвал их Х-лучами из-за их загадочной природы, однако теперь уже понятно, что они формируют часть электромагнитного спектра.

Большая часть рентгеновских лучей блокируется в атмосфере. Поэтому до появления спутников детекторы космических рентгеновских лучей крепили на воздушных шарах и исследовательских ракетах, которые могли подниматься вверх в разреженный воздух.

Первой такой ракетой стала «Фау-2» из послевоенного арсенала Германии, на которую были установлены счетчики Гейгера. Она была запущена с полигона Уайт-Сэндс в штате Нью-Мексико в 1949 году. Это позволило понять, что Солнце является слабым источником рентгеновских лучей.

Группа ученых, возглавляемая астрофизиком Риккардо Джаккони (род. 1931 году), запустила еще одну ракету, также с полигона Уайт-Сэндс. За пару минут до падения на Землю датчики успели зафиксировать рентгеновские лучи, которые излучались двойной звездой Скорпион Х-1.

Ракета Джаккони также обнаружила мощные рентгеновские лучи с разных сторон космоса. Так, Крабовидная туманность, этот остаток взрыва сверхновой, наблюдавшегося в 1054 году, и многие радиогалактики, к примеру Центавр А, являются источниками мощного рентгеновского излучения.

ГАММА-ЛУЧИ

В 1900 году французский физик Поль Виллар (1860-1934), экспериментируя с ураном и радием, установил, что они испускают новый тип лучей, проходящих сквозь плотные материалы, через которые не удается проникать рентгеновским лучам.

К тому моменту уже были обнаружены радиоактивные частицы альфа и бета, поэтому британский физик Эрнест Резерфорд (1871-1937) назвал их гамма-лучами.

Как и рентгеновские, гамма-лучи блокируются атмосферой, именно поэтому детекторы первых поколений также крепились на борту воздушных шаров и ракет. Правда, гамма-лучи можно обнаружить на Земле непрямым путем благодаря открытию, сделанному в 1934 году выдающимся советским физиком Павлом Черенковым (1904-1990).

КОСМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

Черенков проводил опыт с бомбардировкой воды гамма-лучами, когда обнаружил луч тусклого голубого света, который впоследствии стали называть эффектом/излучением Вавилова — Черенкова. Вызывает его оптическая ударная волна, поскольку энергетические лучи или частицы путешествуют в одной и той же среде быстрее, чем фотоны света — и не только в воде, но и сквозь атмосферу. Приборы — черенковские счетчики — измеряют скорость и направление света, что позволяет астрономам, отслеживая обратно траекторию света, определять источники излучения гамма-лучей.

К мощным космическим источникам гамма-лучей относят радиогалактики, пульсары и черные дыры. 24 февраля 1987 года благодаря гамма-лучам была обнаружена сверхновая SN1987A, вспыхнувшая в Большом Магеллановом облаке.

НЕЙТРИННАЯ АСТРОНОМИЯ

Появление сверхновой SN1987A было также зафиксировано опытным путем в США и Японии. Правда, в ходе этих опытов велся поиск не гамма-лучей, а нейтрино — трудно обнаруживаемых элементарных частиц, движущихся со скоростью, близкой к скорости света, и не знающих никаких преград.

Первые солнечные нейтрино открыл в 1968 году американский физик Раймонд Дэвис (1914-2006) с помощью емкости с перхлорэтиленом. Во взаимодействие с атомами хлора в этой жидкости вступили всего несколько нейтрино, сформировав радиоактивные изотопы аргона, которые Дэвис и нашел. Его открытие дало толчок к развитию нейтринной астрономии.

Несколькими годами позже в Японии провели эксперимент для изучения солнечных нейтрино, в ходе которого также нашли частицы сверхновой SN1987A. Нейтрино достигли Земли за 150 минут до того, как удалось увидеть сверхновую. Сейчас созданы самые современные детекторы для получения данных о нейтрино.

Вам понравится

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Поделиться записью в соц. сетях