Europejskie Obserwatorium Integral czyni postępy w sporządzaniu mapy Drogi Mlecznej w promieniowaniu gamma. Ma dostarczyć astronomom najbardziej zgodnego z rzeczywistością obrazu niedawnych zmian w składzie chemicznym Galaktyki. Integral bada też tajemniczą ilość antymaterii produkowanej w centrum Drogi Mlecznej.

Droga Mleczna powstała z chmury wodoru i helu około 12 miliardów lat temu i od tej pory jest stopniowo wzbogacana w cięższe pierwiastki. Na dzień dzisiejszy jeden z tych cięższych pierwiastków, radioaktywny glin występuje w całej Galaktyce i rozpada się w magnez, produkując jednocześnie promieniowanie gamma o określonej długości fali zwanej linią 1809 keV. Integral bada to promieniowanie, aby uzyskać dane pozwalające zidentyfikować proces powstawania tego glinu.

W szczególności Integral poszukuje “glinowych gorących punktów”, rozmieszczonych po całej Galaktyce i stara się określić, czy glin produkowany jest przez pojedyncze obiekty czy poprzez przypadkowe oddziaływanie wielu obiektów.

Astronomowie uważają, że najbardziej prawdopodobnym źródłem glinu są wybuchy supernowych, a tym samym, wobec faktu, że czas rozpadu glinu wynosi około miliona lat, sporządzone przez Integral mapy pokazują, jak wiele gwiazd wybuchło w niedawnej historii. Według innego wyjaśnienia, glin powstał gdyż czerwone olbrzymy lub gorące niebieskie gwiazdy naturalnie wydzielają ten pierwiastek.

Aby rozstrzygnąć, która z dwóch możliwości odpowiada za powstawanie glinu, Integral sporządza również mapy rozmieszczenia radioaktywnego żelaza, które jest produkowane wyłącznie w wybuchach supernowych. Jak sugeruje teoria, podczas wybuchu supernowej, żelazo i glin powinny zostać wyprodukowane razem w tym samym regionie eksplodującej gwiazdy. Dlatego rozmieszczenie żelaza i glinu powinno od siebie zależeć i porównanie map pierwiastków pozwoli stwierdzić, czy rzeczywiście większość glinu powstaje w eksplozjach supernowych.

Do tej pory takie pomiary nie były możliwe, gdyż promieniowanie gamma radioaktywnego żelaza jest około sześciu razy słabsze niż analogiczne promieniowanie pochodzące od glinu. Dopiero Integral umożliwi zebranie tych danych. Zbieranie danych będzie kontynuowane w przyszłym roku i ostatecznie ma umożliwić odtworzenie rozmieszczenia żelaza. Będzie to test dla astronomów, który pokaże, czy trafnie przewidzieli w teoriach, jak powstają pierwiastki.

Oprócz map rozmieszczenia glinu i żelaza, Integral spogląda również w głąb centrum Galaktyki, aby sporządzić szczegółową mapę rozmieszczenia antymaterii.

Antymateria powstaje w bardzo energetycznych procesach, takich jak na przykład rozpad glinu. Jej obecność sygnalizuje promieniowanie 511 keV. Chociaż obserwacje Integrala jeszcze się nie zakończyły, zebrane dotychczas dane wskazują, że w centrum Galaktyki jest zbyt dużo antymaterii, by pochodziła wyłącznie z rozpadu glinu. Dane pokazują również, że źródeł antymaterii musi być wiele, gdyż nie jest ona skoncentrowana wokół jednego punktu.

Wiele źródeł jest możliwych. Oprócz wybuchów supernowych, starych czerwonych gwiazd i gorących niebieskich gwiazd, za powstanie antymaterii mogą odpowiadać strugi z gwiazd neutronowych i czarnych dziur, błyski gamma oraz oddziaływanie między promieniowaniem kosmicznym a chmurami gazu znajdującymi się w przestrzeni międzygwiezdnej.

Zebraliśmy wspaniałe dane w ciągu pierwszych miesięcy pracy obserwatorium, ale kolejny rok może przynieść jeszcze więcej” – mówi Chris Winkler, naukowiec projektu Integral. – “Dokładność i czułość Integrala przekroczyła nasze oczekiwania i nawet w przyszłym miesiącu możemy się spodziewać odpowiedzi na najbardziej intrygujące pytania w astronomii“.

Tym i innym częściowym wynikom uzyskanym przez obserwatorium Integral poświęcony jest numer Astronomy and Astrophysics, gdzie znajduje się również dokładny opis obserwatorium i jego misji.

Na 105 spotkaniu Science Programme Committee ESA, które miało miejsce 6 października 2003 roku, ogłoszono przedłużenie misji Integral do grudnia 2008 roku.

International Gamma Ray Astrophysics Laboratory (Integral) to pierwsze kosmiczne obserwatorium, które może równocześnie obserwować obiekty w promieniowaniu gamma, rentgenowskim i widzialnym. Integral został wyniesiony na pokładzie rosyjskiej rakiety Proton Integral wystartował“>17 października 2002 roku. Obserwatorium znajduje się na silnie eliptycznej orbicie. Na główne cele misji składa się badanie zwartych obiektów (na przykład czarnych dziur) oraz procesu powstawania pierwiastków.

Znajdujący się na pokładzie Integrala spektrometr SPI mierzy energię promieniowania gamma z niesłychaną precyzją. Jest najbardziej czułym na słabe promieniowanie instrumentem, niż jakikolwiek wcześniej i pozwala na precyzyjne określenie źródła promieniowania.

Autor

Anna Marszałek