BurstCube NASA zbada kosmiczne eksplozje

Należący do NASA BurstCube, niewielki satelita zaprojektowany do badania najpotężniejszych eksplozji we Wszechświecie, wyruszył na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS).

Mały satelita zostanie dostarczony za pomocą 30. misji Commercial Resupply Services firmy SpaceX, która wystartowała 21 marca, z Launch Complex 40 Cape Canaveral Space Force Station na Florydzie. Po przybyciu na stację, BurstCube zostanie rozpakowany, a następnie wypuszczony na orbitę, gdzie będzie wykrywał, lokalizował i badał krótkie rozbłyski promieniowania gamma – krótkie błyski światła o wysokiej energii.

„BurstCube może być mały, ale oprócz badania tych ekstremalnych zdarzeń, testuje nową technologię i zapewnia ważne doświadczenie dla początkujących astronomów i inżynierów lotnictwa” – stwierdza Jeremy Perkins, główny badacz BurstCube w Centrum Lotów Kosmicznych NASA Goddard w Greenbelt.

Jak tłumaczą badacze, krótkie rozbłyski gamma pojawiają się zwykle po zderzeniach gwiazd neutronowych, czyli supergęstych pozostałości po masywnych gwiazdach, które eksplodowały jako supernowe. Gwiazdy neutronowe mogą również emitować fale grawitacyjne, zmarszczki w strukturze czasoprzestrzeni, gdy wirują razem.

Astronomowie są zainteresowani badaniem rozbłysków gamma przy użyciu zarówno światła, jak i fal grawitacyjnych, ponieważ każde z tych zjawisk może dostarczyć wiedzy na temat różnych aspektów danego zjawiska. Podejście to jest częścią nowego sposobu rozumienia kosmosu zwanego astronomią „multimessenger”.

Zderzenia, które tworzą krótkie rozbłyski gamma, jak twierdzą naukowcy, wytwarzają również ciężkie pierwiastki, takie jak złoto i jod, które są niezbędnym składnikiem życia, jakie znamy.

Jak zaznaczają astronomowie, jedyna wspólna obserwacja fal grawitacyjnych i światła z tego samego zdarzenia – GW170817 – miała miejsce w 2017 roku. Był to przełomowy moment w astronomii „multimessenger”, a naukowcy od tego czasu ma nadzieję i przygotowuje się na kolejne jednoczesne odkrycia.

„Detektory BurstCube są ustawione pod kątem, aby umożliwić nam wykrywanie i lokalizowanie zdarzeń na dużym obszarze nieba. Nasze obecne misje związane z promieniowaniem gamma mogą zobaczyć tylko około 70 proc. nieba w dowolnym momencie, ponieważ Ziemia blokuje ich widok. Zwiększenie zasięgu za pomocą satelitów takich jak BurstCube zwiększa szanse na uchwycenie większej liczby wybuchów zbiegających się w czasie z detekcjami fal grawitacyjnych” – mówi Israel Martinez, członek zespołu BurstCube na University of Maryland, College Park i Goddard.

Jak tłumaczą konstruktorzy, główny instrument BurstCube wykrywa promieniowanie gamma o energiach od 50 tysięcy do 1 miliona elektronowoltów (światło widzialne ma energię od 2 do 3 elektronowoltów). Gdy promień gamma dociera do jednego z czterech detektorów BurstCube, napotyka warstwę jodku cezu zwaną scyntylatorem, która przekształca go w światło widzialne. Trafia ono następnie na kolejną warstwę, układ 116 krzemowych fotopowielaczy, które przekształcają je w impuls elektronów, czyli to, co mierzy BurstCube. Dla każdego promienia gamma naukowcy mogą zaobserwować jeden impuls w odczycie instrumentu, który zapewnia dokładny czas jego przybycia i energię. Ustawione pod kątem detektory informują badaczy o ogólnym kierunku zdarzenia.

BurstCube należy do klasy statków kosmicznych zwanych CubeSats. Są to małe satelity dostępne w wielu standardowych rozmiarach opartych na sześcianie o średnicy 10 centymetrów. CubeSats zapewniają tańsz dostęp do przestrzeni kosmicznej w celu ułatwienia przeprowadzania badań, testowania nowych technologii i pomocy w kształceniu następnego pokolenia naukowców i inżynierów w zakresie opracowywania, budowy i testowania misji kosmicznych.

Emil Gołoś