Nasino vesoljsko plovilo za iskanje črnih lukenj NuSTAR je 'ulovilo' svojih prvih deset supermasivnih črnih lukenj. V naslednjih dveh letih, kolikor naj bi NuSTAR deloval, pričakujejo še na stotine odkritij teh ogromnih struktur.
Raziskovalci so novoodkrite črne luknje po naključju našli v ozadju slik med opazovanjem že znanih objektov s teleskopom NuSTAR. Potem ko so jih identificirali, so pregledali stare posnetke Nasinega rentgenskega teleskopa Chandra in Esinega satelita XMM-Newton, dveh komplementarnih vesoljskih teleskopov, ki zaznavata nizkoenergijske rentgenske žarke. Opazili so, da so bili ti objekti že posneti, vendar so šele z opazovanji NuSTAR-ja odkrili, da so vredni večje pozornosti in nadaljne obravnave. Ekipa NuSTAR-ja sedaj načrtuje prečesavanje ogromnega števila slik, ki jih je posnel teleskop z namenom iskanja črnih lukenj, ujetih v ozadju. Astronomi upajo, da bodo s kombiniranjem opazovanj, posnetih preko območja rentgenskih žarkov, razvozlali še nerešene skrivnosti črnih lukenj, kot je na primer vprašanje o številu teh objektov v vesolju. Pri tem jim bosta pri iskanju manjkajočih delov sestavljanke s tehtanjem galaksij gostiteljic pomagala tudi WISE in Spitzer.
Optična slika galaksij, preko katere je z vijolično barvo prikazan signal rentgenskih žarkov črnih lukenj v njihovem središču. Desno je galaksija IC751, ki so jo opazovali, puščica pa prikazuje naključno odkritje nove črne luknje. Slika: NASA/JPL-Caltech.
Znanstveniki so vse bližje rešitvi skrivnosti, ki se je začela leta 1962. Takrat so astronomi v ozadju odkrili difuzno rentgensko sevanje, vendar niso poznali njegovega izvora. Sedaj vemo, da so vir te svetlobe oddaljene supermasivne črne luknje, vendar potrebujemo NuSTAR, ki nam bo pomagal pri nadaljnem odkrivanju in razumevanju populacije črnih lukenj. To rentgensko sevanje, ki ga imenujemo kozmično rentgensko ozadje, ima vrh pri visokoenergijskih frekvencah, za opazovanje katerih je izdelan NuSTAR, zato je za misija ključnega pomena za identifikacijo izvorov te svetlobe. NuSTAR prav tako lahko najde najbolj skrite črne luknje, pokopane pod debelimi sloji plina. Rentgenski žarki z največjimi energijami namreč lahko prodrejo celo skozi znatne količine prahu in plina, ki obkroža aktivne supermasivne črne luknje.
Črne luknje, obkrožene z debelimi diski plina, ležijo v osrčju galaksij, ki se nahajajo med 0,3 in 11,4 milijardami svetlobnih let stran od Zemlje. Zgodnji rezultati kažejo, da se bolj oddaljene supermasivne črne luknje nahajajo v večjih galaksijah. To so tudi pričakovali. Ko je bilo vesolje mlajše, je bilo veliko več trkov, združevanj in rasti večjih galaksij.
Dva pogleda na koncentrične zrcalne lupine rentgenskega teleskopa NuSTAR. Vir: Gizmag.
Projekt NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array, izstren je bil junija 2012) je prvi teleskop, ki zbira visokoenergijsko svetlobo na območju med 6 in 79 keV. Naš pogled v vesolje v tem predelu spektra je bil do sedaj omejen zaradi manjše občutljivosti in visokega signala ozadja. Naloga NuSTAR-ja je, da med dvoletnimi opazovanji med drugim v področjih okoli centra naše Galaksije in ostalih območjih izvengalaktičnega neba posname kolapsirane zvezde in črne luknje različnih velikosti, razišče ostane supernov in pomaga pri razumevanju procesov, ki privedejo do njihovih eksplozij in tvorbe elementov ter prispeva k boljšim predstavam o relativističnih curkih delcev iz najbolj ekstremnih galaksij, ki gostijo supermasivne črne luknje.
Medtem ko so 'klasični' teleskopi za opazovanje v optičnem delu zgrajeni iz zrcal oziroma leč, pa je taka zasnova neuporabna za zbiranje rentgenskih žarkov, saj se le-ti pri velikih vpadnih kotih v snovi absorbirajo. Rentgenski teleskop je tako skupek koncentričnih lupin hiperbolične ali parabolične oblike, ki omogočajo, da se visokoenergijski rentgenski žarki pri vstopu v teleskop odbijajo pri relativno majhnih kotih in zberejo v goriščni ravnini. NuSTAR sestavljata dva rentgenska teleskopa, vsak je zgrajen iz 133 steklenih lupin, prevlečenih s platino/silicijevim karbidom in volframom/silicijem. Goriščna razdalja meri 10 metrov, zato sta teleskopa z detektorjem povezana preko ročice. NuSTAR obeta podatke, ki bodo posneti z občutljivostjo, prostorsko in spektralno ločljivostjo, ki je od deset do stokrat večja od prejšnjih podobnih rentgenskih teleskopov.
Osnovni princip delovanja rentgenskega teleskopa. Narisan je vzdolžni presek, modra barva predstavlja koncentrične lupine. Rentgenski žarki v teleskop vstopijo na levi strani, se od zrcal odbijajo pod majhnimi koti in zberejo v goriščni ravnini. Vir: Gizmag.
Več informacij: http://www.nasa.gov/nustar, http://www.nustar.caltech.edu/
Vir: NASA: Catching Black Holes on the Fly, NASA: NuSTAR, Mission Overview, Wikipedia