Kunstnerens indtryk af integreret iagttagelse af Jorden. Billedkredit: ESA Klik for større billede
Kosmisk rum er fyldt med kontinuerlig, diffus stråle med høj energi. For at finde ud af, hvordan denne energi produceres, har forskerne bag ESAs Integrale gammastråleobservatorium prøvet en usædvanlig metode: at observere Jorden fra rummet.
I løbet af en fire-fase observationskampagne, der startede den 24. januar i år, fortsatte indtil den 9. februar, har Integral kigget på Jorden. Med brug af komplekse kontroloperationer fra jorden er satellitten blevet holdt i en fast orientering i rummet, mens den venter på, at Jorden skal drive gennem sit synsfelt.
Usædvanligt er hovedmålet med disse observationer ikke Jorden selv, men hvad der kan ses i baggrunden, når Jorden bevæger sig foran satellitten. Dette er oprindelsen af den diffuse højenergistråling, kendt som den 'kosmiske røntgenbaggrund'.
Indtil nu med Integral blev dette aldrig studeret samtidigt med et så bredt bånd med energidækning siden 1970'erne, og bestemt ikke med så avancerede instrumenter.
Astronomer mener, at den 'kosmiske røntgenbaggrund' er produceret af talrige supermassive og tiltrækkende sorte huller, fordelt over det dybe rum. Disse magtfulde monstre tiltrækker stof, som derefter er enormt accelereret og så udsender høj energi i form af gamma- og røntgenstråler.
Røntgenobservatorier som ESAs XMM-Newton og NASAs Chandra har været i stand til at identificere og direkte tælle et stort antal individuelle kilder? sandsynligvis sorte huller? der allerede står for mere end 80 procent af den målte kosmiske diffuse røntgenbaggrund.
Dog vides meget lidt om oprindelsen af det højeste energibånd for denne kosmiske stråling over området for disse to satellitter. Dette er spredt i form af højenergi-røntgen- og gammastråler inden for rækkevidde af Integral.
Det menes, at det meste af gammastrålebaggrundemission produceres af individuelle supermassive sorte huller, men forskere er nødt til at parre denne emission med klart identificerede kilder for at afgive en endelig erklæring. Faktisk kan andre kilder, som f.eks. Fjerne galakser eller tæt svage kilder, også være ansvarlige.
Det er meget vanskeligere at identificere de individuelle kilder i gammastråleområdet, der udgør den diffuse kosmiske baggrund, end at tælle de individuelle røntgenkilder. Faktisk kan de kraftige gammastråler ikke fokuseres med linser eller spejle, fordi de simpelthen passerer lige igennem.
Så for at fremstille et gammastrålebillede af en kilde, bruger Integral en 'maske'-teknik - en indirekte billeddannelsesmetode, der består af at registrere skyggen af en maske placeret på toppen af teleskopet, som projiceret af en gammastrålekilde.
Under observationerne brugte forskerne Jordens disk som en 'ekstra maske'. Jorden blokerer eller skygger naturligvis den højeste energiflux fra millioner af fjerne sorte huller.
Deres kombinerede flux kan måles nøjagtigt på en indirekte måde, det vil sige ved at måle amplitude og energispektret i energifaldet, når Jorden passerer gennem Integrals synsfelt. Når dette er kendt, kan forskere til sidst prøve at forbinde strålingen til individuelle kilder.
Alle observationer var meget vellykkede, da alle gamma-ray og røntgeninstrumenter om bord Integral (IBIS, SPI og JEM-X) registrerede klare og entydige signaler i overensstemmelse med forventningerne.
De integrerede videnskabsmænd fortsætter allerede med analysen af dataene. Målet er i sidste ende at forstå oprindelsen af den højeste energi baggrundsstråling og muligvis give nye ledetråde om historien om vækst af supermassive sorte huller siden universets tidlige epoker.
Originalkilde: ESA Portal
