التسمية التوضيحية: انطباع الفنان عن مرصد ESA المداري المتكامل لأشعة غاما. حقوق الصورة: ESA
تم دمج Integral ، مختبر ESA الدولي لأشعة غاما للفيزياء الفلكية منذ عشر سنوات هذا الأسبوع. هذا هو الوقت المناسب للنظر في بعض النقاط البارزة في العقد الأول للبعثة والتقدم إلى مستقبلها ، لدراسة تفاصيل أكثر مرصد أشعة غاما حساسية ودقة وتقدماً على الإطلاق. ولكن كانت لدى البعثة أيضًا بعض الأبحاث المثيرة الحديثة عن بقايا مستعر أعظم.
Integral هي مهمة دولية حقيقية بمشاركة جميع الدول الأعضاء في وكالة الفضاء الأوروبية والولايات المتحدة وروسيا وجمهورية التشيك وبولندا. تم إطلاقه من بايكونور ، كازاخستان في 17 أكتوبر 2002. وكان أول مرصد فضائي لرصد الأشياء في نفس الوقت في أشعة غاما والأشعة السينية والضوء المرئي. لا يمكن الكشف عن أشعة جاما من الفضاء إلا فوق الغلاف الجوي للأرض ، لذا فإن Integral يدور حول الأرض في مدار إهليلجي عالي مرة واحدة كل ثلاثة أيام ، ويقضي معظم وقته على ارتفاع يزيد عن 60000 كيلومتر - بعيدًا عن أحزمة إشعاع الأرض ، لتجنب التداخل من تأثيرات إشعاع الخلفية. يمكنه الكشف عن الإشعاع من الأحداث البعيدة ومن العمليات التي تشكل الكون. أهدافه الرئيسية هي انفجارات أشعة جاما ، وانفجارات السوبرنوفا ، ومناطق في الكون يعتقد أنها تحتوي على ثقوب سوداء.
ارتفاع 5 أمتار وأكثر من 4 أطنان من الوزن Integral لديه جزئين رئيسيين. وحدة الخدمة هي الجزء السفلي من القمر الصناعي الذي يحتوي على جميع الأنظمة الفرعية للمركبات الفضائية ، المطلوبة لدعم المهمة: أنظمة الأقمار الصناعية ، بما في ذلك توليد الطاقة الشمسية ، وتكييف الطاقة والتحكم فيها ، ومعالجة البيانات ، والاتصالات السلكية واللاسلكية والحرارية ، والتحكم في الموقف والمدار. يتم تركيب وحدة الحمولة على وحدة الخدمة وتحمل الأدوات العلمية. يزن 2 طن ، مما يجعله أثقل مكان تم وضعه في المدار من قبل وكالة الفضاء الأوروبية ، نظرًا للمساحة الكبيرة للكاشفات اللازمة لالتقاط أشعة غاما المتناثرة واختراقها وحماية الكواشف من إشعاع الخلفية لجعلها حساسة. هناك جهازان رئيسيان للكشف عن أشعة جاما. جهاز تصوير ينتج بعض من أشد صور أشعة غاما ومقياس طيف يقيس طاقات أشعة غاما بدقة شديدة. جهازان آخران ، جهاز تصوير بالأشعة السينية وكاميرا بصرية ، يساعدان في تحديد مصادر أشعة جاما.
خلال مهمتها الممتدة لمدة عشر سنوات ، رسمت Integral بتفصيل واسع المنطقة المركزية من درب التبانة ، انتفاخ المجرة ، الغنية بمصادر الأشعة السينية وأشعة جاما المتغيرة عالية الطاقة. لقد رسمت المركبة الفضائية ، لأول مرة ، السماء بكاملها بالطاقة المحددة الناتجة عن إبادة الإلكترونات بجزيئاتها المضادة للجزيئات. وفقًا لانبعاث أشعة غاما الذي شاهده Integral ، يتم إبادة حوالي 15 مليون تريليون تريليون زوج من الإلكترونات والبوزيترونات كل ثانية بالقرب من مركز المجرة ، أي أكثر من ستة آلاف مرة لمعان شمسنا.
ثنائي الثقب الأسود ، Cygnus X-1 ، حاليًا في عملية تمزيق نجم مصاحب إلى قطع وتآكل على غازه. من خلال دراسة هذه المادة شديدة الحرارة فقط ميلي ثانية قبل أن تغرق في فكي الثقب الأسود ، اكتشف Integral أن بعضها قد يهرب على طول خطوط المجال المغناطيسي المنظمة. من خلال دراسة محاذاة موجات الإشعاع عالي الطاقة التي تنشأ من سديم السرطان ، وجد Integral أن الإشعاع محاذاة بشدة مع محور دوران النجم النابض. هذا يعني أن جزءًا كبيرًا من الجسيمات التي تولد الإشعاع المكثف يجب أن تنشأ من هيكل منظم للغاية قريب جدًا من النجم النابض ، وربما حتى مباشرة من الطائرات القوية التي تخرج من النجم النجم الغزل.
ذكرت وكالة الفضاء الأوروبية اليوم أن شركة Integral قامت بأول كشف مباشر عن التيتانيوم المشع المرتبط ببقايا المستعر الأعظم 1987A. سوبرنوفا 1987 أ ، تقع في سحابة ماجلان الكبيرة ، كانت قريبة بما يكفي لرؤيتها بالعين المجردة في فبراير 1987 ، عندما وصل ضوءها إلى الأرض لأول مرة. يمكن أن تلمع المستعرات الأعظمية سطوعًا مثل المجرات بأكملها لفترة وجيزة بسبب الكمية الهائلة من الطاقة المنبعثة في الانفجار ، ولكن بعد تلاشي الفلاش الأولي ، يأتي السطوع الكلي من الانحلال الطبيعي للعناصر المشعة الناتجة في الانفجار. ربما كان التحلل الإشعاعي يشغل البقايا المتوهجة حول Supernova 1987A على مدار العشرين عامًا الماضية.
خلال ذروة الانفجار تم الكشف عن عناصر من الأكسجين إلى الكالسيوم ، والتي تمثل الطبقات الخارجية للقذف. بعد فترة وجيزة ، يمكن رؤية توقيعات المواد من الطبقات الداخلية في الاضمحلال الإشعاعي للنيكل -56 إلى الكوبالت -56 ، وانحلالها اللاحق إلى الحديد -56. الآن ، بعد أكثر من 1000 ساعة من المراقبة بواسطة Integral ، تم الكشف عن الأشعة السينية عالية الطاقة من التيتانيوم المشع 44 في بقايا المستعر الأعظم 1987A للمرة الأولى. تشير التقديرات إلى أن إجمالي كتلة التيتانيوم 44 التي تم إنتاجها بعد الانهيار الأساسي للنجم السلف SN1987A بلغت 0.03 ٪ من كتلة شمسنا. هذا قريب من الحد الأعلى للتنبؤات النظرية وما يقرب من ضعف الكمية المرئية في بقايا المستعر الأعظم المتفجرة Cas A ، وهي البقية الأخرى الوحيدة التي تم اكتشاف تيتانيوم 44 فيها. يُعتقد أن كلاً من Cas A و SN1987A قد تكون حالات استثنائية
يقول كريستوف وينكلر ، عالم المشروع المتكامل لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA): "قد يشمل العلم المستقبلي مع Integral توصيف الإشعاع عالي الطاقة من انفجار المستعر الأعظم داخل مجرتنا درب التبانة ، وهو حدث طال انتظاره".
تعرف على المزيد حول Integral هنا
وحول دراسة Integral عن Supernova 1987A هنا
