science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Fermi-satelliet viert 10 jaar ontdekkingen

Krediet:NASA

Op 11 juni, NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope viert een decennium van het gebruik van gammastraling, de hoogste energievorm van licht in de kosmos, om zwarte gaten te bestuderen, neutronensterren, en andere extreme kosmische objecten en gebeurtenissen.

"De eerste 10 jaar van Fermi hebben talloze wetenschappelijke ontdekkingen opgeleverd die een revolutie teweeg hebben gebracht in ons begrip van het gammastraling-universum, " zei Paul Hertz, Directeur van de afdeling Astrofysica op het NASA-hoofdkwartier in Washington.

Door elke drie uur de lucht te scannen, Fermi's belangrijkste instrument, de Large Area Telescope (LAT), heeft meer dan 5 waargenomen, 000 individuele gammastralingsbronnen, inclusief een explosie genaamd GRB 130427A, de krachtigste gammaflitsen die wetenschappers hebben gedetecteerd.

In 1949, Enrico Fermi - een Italiaans-Amerikaanse pionier in hoge-energiefysica en Nobelprijswinnaar voor wie de missie is genoemd - suggereerde dat kosmische straling, deeltjes die met bijna de lichtsnelheid reizen, voortgestuwd kunnen worden door supernova-schokgolven. In 2013, Fermi's LAT gebruikte gammastraling om te bewijzen dat deze stellaire overblijfselen ten minste één bron van de snelle deeltjes zijn.

Fermi's all-sky kaart, geproduceerd door de LAT, heeft twee massieve structuren onthuld die zich boven en onder het vlak van de Melkweg uitstrekken. Deze twee "bellen" overspannen 50, 000 lichtjaar en werden waarschijnlijk slechts een paar miljoen jaar geleden geproduceerd door het superzware zwarte gat in het centrum van de melkweg.

"De astronomie van gammastraling is de wetenschap van uitersten, " zei Julie McEnery, de Fermi-projectwetenschapper bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. "Extreme zwaartekracht, extreme magnetische velden - Fermi heeft een venster geopend op enkele van de meest interessante fysica en structuren in het universum."

De Gamma-ray Burst-monitor (GBM), Fermi's secundaire instrument, kan op elk moment de hele lucht zien, behalve het gedeelte dat door de aarde wordt geblokkeerd. De satelliet heeft meer dan 2, 300 gammaflitsen, de meest lichtgevende gebeurtenissen in het heelal. Gammastraaluitbarstingen treden op wanneer massieve sterren instorten of neutronensterren of zwarte gaten samensmelten en deeltjesstralen met bijna de lichtsnelheid voortstuwen. In die jets, materie reist met verschillende snelheden en botst, gammastraling uitzenden.

Op 17 augustus 2017, Fermi ontdekte een gammaflits van een krachtige explosie in het sterrenbeeld Hydra. Op bijna hetzelfde moment, de National Science Foundation's Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory detecteerde rimpelingen in de ruimte-tijd van dezelfde gebeurtenis, de samensmelting van twee neutronensterren. Dit was de eerste keer dat licht en zwaartekrachtsgolven uit dezelfde bron werden gedetecteerd. Wetenschappers gebruikten ook een andere door Fermi gedetecteerde gammastraaluitbarsting om de theorie van Einstein te bevestigen dat ruimte-tijd vloeiend en continu is.

De GBM heeft er ook meer dan 5 gespot, 000 terrestrische gammaflitsen in de atmosfeer van de aarde geassocieerd met onweersbuien, evenals deeltjes antimaterie die deze flitsen kunnen produceren.

"Fermi heeft ons begrip van hoe het universum werkt fundamenteel verbeterd, " zei David Thompson, een adjunct-projectwetenschapper van Fermi bij Goddard. "Dit ruimtevaartuig heeft zowel het bewijs geleverd voor lang gekoesterde theorieën als de wetenschappelijke gemeenschap gedwongen om enkele van zijn aannames opnieuw te evalueren."

Maar ruimte kan een moeilijke werkomgeving zijn. Op 3 april, 2012, Fermi ontweek een mogelijke botsing met Cosmos 1805, een ter ziele gegane Sovjet-spionnensatelliet uit de Koude Oorlog, toen het team Fermi's ontmantelde stuwraketten afvuurde om het in veiligheid te brengen.

Fermi ondervond zijn eerste hardwarestoring op 16 maart, 2018, toen een van zijn zonnepanelen vast kwam te zitten. Het Fermi-team heeft een nieuwe observatiestrategie aangenomen om het vastgelopen zonnepaneel op te vangen, en beide instrumenten blijven het gammastralingsuniversum scannen.

"Het Fermi-observatorium heeft zoveel flexibiliteit dat deze storing slechts een kleine impact heeft op wetenschappelijke operaties, " zei McEnery. "Fermi is goed voorbereid om de activiteiten nog vele jaren voort te zetten, en we kijken uit naar nog veel meer ontdekkingen over het hoogenergetische universum."