Departamentul de Energie al SUA (DOE) şi NASA au anunţat astăzi că telescopul spaţial GLAST (Gamma-Ray Large Area Space Telescope, sauTelescopul cu Raze Gamma de Largă Arie Spaţială) a dezvăluit întreaga hartă a cerului prin intermediul razelor gama, la doar două luni de la lansarea în spaţiu a telescopului.

Imaginea surprinde gazul şi praful Căii Lactee, pulsari şi o galaxie luminoasă aflată la miliarde de ani lumină departe. Imaginea a fost înregistrată în doar 95 de ore de observaţii de “primă lumină”, cu ajutorul instrumentului principal al telescopului GLAST, şi anume Large Area Telescope (LAN, sau Telescopul cu Suprafaţă Largă). Spre comparaţie, telescoapele de până acum aveau nevoie de ani întregi pentru a produce o imagine de calitate similară. Oamenii de ştiinţă se aşteaptă ca noul telescop să descopere noi pulsari în propria noastră galaxie, să dezvăluie procese de intensitate mare care ar putea avea loc  în vecinătatea imenselor găuri negre ce se află în mijlocul a mii de galaxii active şi de asemenea să caute indicii despre noi legi încă nedescoperite în fizică.

Telescopul  spaţial GLAST în orbită.

Misiunea NASA a fost posibilă datorită colaborării cu numeroşi parteneri din Statele Unite şi din lumea întreagă. Ca parte a sprijinului pentru cercetarea în fizica particulelor, DOE a contribuit cu fonduri pentru concepţia şi construirea instrumentului LAT, principalul instrument al satelitului GLAST, în vreme ce laboratorul Stanford Linear Accelerator Center (SLAC), gestionat tot de DOE,  a coordonat  construcţia acestuia. SLAC a mai jucat şi un rol foarte important în asamblarea instrumentului şi acum conduce o parte esenţială din operaţiuniile ştiinţifice LAT, precum procesărea datelor pentru a le face accesibile pentru analiză colaboratorilor experimentului.

“Asocierea dintre DOE şi NASA pentru acest nou observator a fost un total succes şi demonstrează ce se poate realiza când se lucrează în echipă”, menţionează Dennis Kovar,  director adjunct al DOE pentru fizicca energiilor înalte. “Aşteptăm cu nerăbdare descoperirile ştiinţifice pe care le va oferi, atât în domeniul fizicii particulelor, cât şi în astrofizică”.

NASA a anunţat astăzi de asemnea că telescopulul acesta a fost redenumit din GLAST în Telescopul Spaţial Fermi de Raze Gama. Noul nume a fost dat în onoarea profesorului Enrico Fermi (1901 – 1954), un pionier al fizicii energiilor înalte. “Enrico Fermi a fost prima persoană care a sugerat un mecanism pentru accelerarea particulelor cosmice până la viteze foarte mari”, spune Paul Hertz, om de ştiinţă şef a pentru biroul de ştiinţă al NASA. “Teoria lui furnizează baza în înţelegerea fenomenelor de intensitate mare pe care telescopul care îi poartă numele le va descoperi”.

Enrico Fermi (premiul Nobel în 1938) a mai oferit numele său şi celui mai mare laborator de fizica particulelor din Statele Unite, anume Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab). Particulele asemenea electronului se numesc de asemenea fermioni, deoarece Fermi, alături de Dirac, a explicat legile statistice ale comportamentului unui gaz de electroni, precum există în metale. Fermi este de asemenea cel ce a reuşit pentru prima dată o reacţie nucleară în lanţ, proces fără de care bomba nucleară şi centralele nucleare pentru energie nu ar putea funcţiona.

În cele două luni de la lansarea pe 11 iunie 2008 a satelitului GLAST în spaţiu, oamenii de ştinţă i-au testat si calibrat cele două instrumente: LAT şi GLAST Burst Monitor (GBM, sau Monitorul de Explozii în cadrul GLAST). “Ce m-a impresionat cel mai mult a fost că totul a decurs ca la carte”, afirmă Peter Michelson, coorodonatrul principal cu privire la instrumentul LAT, de la Universitatea Stanford. “Suntem încântaţi”. LAT-ul  a confirmat deja existanţa surselor descoperite anterior de către alte detectoare de raze gama şi în plus a descoperit şi surse noi ale acestor radiaţii.

Imaginea cerului întreg prezintă  în roşu gaz şi praf stelar în planul Căii Lactee, lucind în raze gama datorită coliziunilor cu nuclee accelerate numite raze cosmice. În imagine se mai văd în dreapta doi pulsari celebri, anume "Nebuloasa Crabul" şi "Vela", care strălucesc de asemenea luminos pe aceste lungimi de undă ale razelor gama. Acestea sunt stele neutronice. Stelele neutronice se învârt foarte repede în jurul propriilor lor axe şi se formează atunci când stele mai mari se sting. Aceşti pulsari au fost iniţial descoperiţo prin emisiile lor de unde radio, iar acum GLAST observă emisiile lor de raza gama. Cel de-al treilea pulsar din imagine, numit Geminga şi localizat în constelaţia Gemenilor, tot în dreapta, nu e însă şi o sursă radio, dar emite raze gama, fiind astfel detectat şi el de către GLAST. Fusese descoperit anterior de un alt satelit cu raze gama. Se aşteaptă ca GLAST, care este denumit acum Telescopul Spaţial Fermi cu Raze Gama, să mai descopere şi mai mulţi pulsari care nu emit unde radio, dar emit raze gama, oferind astfel  informaţii cheie despre cum funcţionează aceste corpuri cereşti exotice.

Al patrulea punct strălucitor în imaginea LAT-ului se află localizat undeva la 7.1 miliarde de ani-lumină depărtare, cu mult în afara galaxiei noastre. Este vorba de 3C 454.3 din constelaţia Pegasus, un tip de galaxie activă numită “blazer”. Aceasta trece acum printr-o perioadă când emite jeturi de particule, ceea ce  o face foarte strălucitoare.

Trebuie menţionat ca instrumentului LAT îi trebuie doar 3 ore pentru a scana întreaga bolta cerească când operează în mod de anchetă, ceea ce va ocupa marea parte a din timpul de observare al telescopului în primul an de funcţionare. Aceste fotografii  rapide ale cerului vor permite oamenilor de ştiinţă să monitorizeze rapid sursele schimbătoare de raze gama.

Instrumentele LAT-ului detectează fotoni cu energii cuprinse între 20 milioane de electron-volţi până la peste 300 miliarde electron-volţi (valoare de peste 5 milioane de ori mai mare decât cea a razele X folosite în medicina dentară). Fotoni de aşa energii înalte au fost studiaţi prea puţin până acum. Iată aşadar de unde vine importanţa telescopului GLAST.

Instrumentul secundar al aparatului spaţial, GBM-ul, a identificat deja 31 de explozii de raze gama doar în prima lună de exploatare. Aceste explozii cu degajări mari de energie au loc când stele masive mor şi când stelele neutronice ce orbitează una în jurul celeilalte din ce în ce mai repede în cele din urmă fuzionează.

GBM-ul detectează raze gama de energie mai mică (de la 8 mii până la 30 milioane electron-volţi) decât LAT-ul. Exploziile ce vor fi observate simultan de către ambele instrumente vor furniza o viziune fără  precedent asupra unui vast spectru de radiaţii gama, permiţându-le oamenilor de ştiinţă să privească în detaliu procesele care provoacă aceste evenimente.

Telescopul Spaţial Fermi cu Raze Gama al NASA reprezintă un parteneriat între astrofizică şi fizica particulelor, dezvoltat în cadrul colaborării cu Departamentul de Energie al SUA şi cu instituţiilor academice din ţări precum Franţa, Germania, Italia, Japonia, Suedia şi bineînţeles S.U.A.

Viziune artistică a telescopului GLAST. Vizitaţi site-ul NASA pentru a vedea o serie de animaţii a telescopului Fermi şi diferite imagini cu cerul prin raze gama. Pentru a afla mai multe despre GLAST, vă invităm să citiţi acest articol.

Articolul este tradus cu permisiune pentru www.StiintaAzi.ro şi www.FizicaParticulelor.ro de către Anca Iordăchescu. Articolul original a apărut pe site-ul revistei Symmetry pe 26 august 2008, autorul fiind David Harris.