Sestava vesmírných teleskopů se rozrostla o nový přírůstek specializovaný na detekci paprsků gama. Od družice GLAST se čeká, že pomůže vyřešit mnohé astronomické záhady.
Jaké děje probíhají v okolí černých děr či při srážkách neutronových hvězd? Co je zdrojem částic s největší energií? Na tyto otázky a na mnoho dalších má odpovědět vesmírný teleskop GLAST, který včera na oběžnou dráhu vynesla raketa Delta II.
Specializací nové vesmírné observatoře je detekce paprsků gama. Toto záření zemská atmosféra z velké části pohlcuje, takže se za ním astronomové musejí vydat do vesmíru. Dosud byl nejlepším detektorem tohoto typu záření přístroj EGRET, který NASA do vesmíru vyslala v roce 1991. GLAST svého předchůdce, který pracoval do roku 2000, v citlivosti mnohonásobně předčí. Pozorování, na něž EGRET potřeboval roky, dokáže provést během několika dní.
Paprsky gama nesou i na vesmírné poměry ohromnou energii. V porovnání s fotonem, který do éteru vyšle rozhlasový vysílač pracující na středních vlnách, je jeho energie více než desetibilionkrát větší. I ve srovnání s viditelným světlem je rozdíl ohromný, energie fotonů gama paprsků je o sedm a více řádů větší. Jejich zachycení a určení polohy zdroje je ještě náročnější než v případě rentgenových paprsků.
Původcem gama záření jsou ty nejpodivnější události ve vesmíru -kromě již zmíněných jsou to například výbuchy velmi hmotných hvězd, při nichž vzniká většina prvků, ze kterých je složeno naše tělo. Případně i anihilace, tedy děj, při němž se potká a vzájemně dokonale vyruší hmota s antihmotou. Silným zdrojem paprsků gama mohou být i výtrysky žhavého plynu, jejichž rychlost se blíží rychlosti světla.
Teleskop bez zrcadla Hlavním přístrojem na palubě vědecké družice je teleskop LAT (Large Area Telescope). K tomu, aby paprsek zachytil, nepotřebuje LAT zrcadlo ani čočku. Jejich úlohu zastane mnoho vrstev kovové fólie, v nichž se vysoce energetické fotony zachytí.
Dalším z úkolů observatoře, do níž NASA spolu s americkým ministerstvem energetiky investoval 600 milionů dolarů a vesmírné agentury Francie, Německa, Itálie, Japonska a Švédska zbylých 90 milionů, bude najít zdroj záhadných výbuchů paprsků gama. Při nich se během jediné sekundy uvolní stejné množství energie, jaké naše Slunce vyzáří za celou dobu své existence, tedy za deset miliard let. Tento jev, který je zatím pro astrofyziky záhadou, bude sledovat přístroj GBM (GLAST Burst Monitor). Vědci doufají, že se ročně podaří zachytit na dvě stě záblesků, což je dvakrát víc, než zaregistruje družice SWIFT, která pracuje v rentgenové části spektra.
K observatoři se upírají i zraky fyziků, kteří doufají, že naměřené údaje pomohou odhalit tajemnou temnou hmotu. Ta je podle dnes uznávaných teorií nezbytná například k vysvětlení nesouladu mezi hmotností galaxií a rychlostí jejich rotace. Některá pozorování srážek mezihvězdné hmoty existenci temné hmoty potvrzují, ale na definitivní důkaz vědci ještě čekají. Temná hmota má přitom tvořit zhruba čtvrtinu vesmíru.
Nové brýle pro astronomy
„Vesmír vypadá zcela jinak, pokud ho pozorujeme mimo úzké spektrum barev, které můžeme vidět našima očima,“ vysvětluje přínos nové observatoře David Thomson, vědec pracující v týmu zodpovědného za provoz GLAST. „Mléčná dráha bude,gama-brýlemi‘ viděna jako oslnivě zářící pás. Uvidíme, jak se obloha stále mění, jak se objekty v různých časových intervalech rozzáří a následně pohasnou,“ cituje Thomsona agentura AFP.
Původně byl start rakety s teleskopem GLAST naplánován na 3. června, ovšem z technických důvodů byl několikrát odložen. Po odstranění všech závad mohlo start ohrozit už jen nepříznivé počasí. Naštěstí se včas vyjasnilo a raketa Delta II mohla včera krátce po osmnácté hodině středoevropského času odstartovat.
Observatoř bude pracovat na poměrně nízké oběžné dráze. Od Země bude vzdálena přibližně 550 kilometrů. NASA předpokládá, že životnost družice bude nejméně pět let, ale je připravena její misi prodloužit až na dvojnásobek.
***
Lovec částic s nejvyšší energií
Úkolem observatoře GLAST (Gamma-ray Large Area Space Telescop) je detekovat záření, vůči němuž byly všechny dosavadní přístroje slepé. Měl by si poradit i s fotony s energií 300 gigaelektronvoltů. To je desetkrát větší hodnota než maximum staršího detektoru gama záření, který na oběžné dráze pracoval v devadesátých letech. Teleskop GLAST by se měl kromě jiných úkolů pokusit najít důkazy, že temnou hmotu tvoří hypotetické částice WIMP (Weakly Interacting Massive Particle). Pokud se to podaří, vyřeší teleskop jednu z největších astronomických záhad.
Hlavním „okem“ observatoře je detektor LAT (Large Area Telescope), složený z mnoha vrstev kovových fólií. V nich se zachytí fotony s energií 8 keV až 300 GeV. Přístroje pak určí, z jakého směru částice přilétla a přesně změří i její energii.
LAT se skládá z řady vrstev sledujících elektrono-pozitronové páry. Ty vznikají při průchodu gama fotonů hmotou detektoru.
detektor GBM (GLAST Burst Monitor) pro sledování gama záblesků
Raketa Delta II s cenným nákladem odstartovala včera krátce po 18 hodině z mysu Canaveral
