Samenvatting van de voordracht door Johan Bleeker: "Hoge-energie astrofysica: van zwarte gaten tot de structuur van het kosmische web"
Hoge-energie astrofysica: van zwarte gaten tot de structuur van het kosmische
web
Johan Bleeker
SRON, Nederlands Instituut voor Ruimteonderzoek, Universiteit Utrecht
Het onderzoek in de hoge energie-astrofysica wordt in belangrijke mate gedaan
met behulp van waarnemingen bij ultra-korte golflengte: de röntgen- en
gammastraling. Het waarnemen van "kosmische licht" bij deze golflengten vereist
telescopie vanuit de ruimte (de aardse dampkring is voor deze straling
ondoorlaatbaar) met niet-conventionele afbeeldingstechnieken. In de
röntgensterrenkunde wordt gebruik gemaakt van totale reflectie bij scherend
invallende straling op een metaaloppervlak, dit leidt onvermijdelijk tot grote
brandpuntsafstanden. Deze techniek is o.a. zeer succesvol toegepast in de sinds
1999 operationele röntgenruimtetelescopen XMM-Newton (ESA) en Chandra
(NASA). Het principe hiervan zal worden toegelicht aan de hand van een nu
lopende ontwerpstudie voor een toekomstig internationaal
röntgen-ruimteobservatorium (IXO) dat omstreeks 2020 op 1,5 miljoen km van
de aarde in de ruimte moet worden geplaatst. De wetenschappelijke
doelstellingen, zoals onderzoek naar de vorming van de eerste zware zwarte
gaten in het heelal, aan de chemische evolutie van heet gas in clusters van
melkwegstelsels, aan de structuur van het kosmische web en aan het testen van
de algemene relativiteitstheorie in het extreem sterke zwaartekrachtveld aan
de rand van zwarte gaten, zullen worden toegelicht.
Telescopie bij kortgolvige (harde) röntgenstraling kan niet worden
uitgevoerd met spiegeltechnieken, hiervoor wordt gebruik gemaakt van
gecodeërde "schaduw-maskers". Deze techniek is zeer succesvol toegepast
in de röntgencamera's aan boord van de BeppoSAX satelliet en in het ESA
ruimteobservatorium INTEGRAL dat nu nauwkeurige waarnemingen uitvoert aan de
lichtkrommen en de energieverdeling van kosmische gammastralingsbronnen.
Telescopen voor het detecteren van zeer energetische (harde) gammastraling
maken gebruik van technieken die oorspronkelijk zijn ontwikkeld voor onderzoek
bij grote deeltjesversnellers (o.a. CERN). Het principe is gebaseërd op
paarvorming, een interactieproces waarbij een "gammastralingsdeeltje"
(foton) wordt omgezet in een positron-electron deeltjespaar. De meest
geavanceërde versie van zo'n "paarvormingstelescoop" werd in juni 2008
gelanceërd door NASA: het FERMI gammaobservatorium. Het instrument weegt
drie ton en is ontwikkeld in een samenwerking tussen hoge-energie fysici en
astrofysici. Het principe en de wetenschappelijke potentie van dit ambitieuze
instrument zal aan de hand van de eerste resultaten worden toegelicht. Het gaat
hier om de studie van de meest energetisch processen die in het heelal
voorkomen, waaronder deeltjesversnelling in de sterke magneetvelden rond
roterende neutronensterren ('pulsars' en 'magnetars'). Bovendien zal FERMI in
een niet eerder geopend venster van het electromagnetisch spectrum zoeken naar
signalen die mogelijk de aard en samenstelling van de mysterieuze
'donkere materie' in ons melkwegstelsel kunnen onthullen.
De hoogste gammastralingsenergieën kunnen nu worden gemeten met behulp van
stelsels optische telescopen op het aardoppervlak, die het door de gammafotonen
in de dampkring geproduceërde Cerenkov licht detecteren. Hieruit
kunnen afbeeldingen van de kosmische bronnen van herkomst worden
gesynthetiseërd.
Hier staan enkele impressies van de lezing gegeven door Prof. Johan Bleeker.
Klik op the foto's voor een grotere versie!
Zoals gewoonlijk, een zicht over het publiek voor de start van de lezing. Deze
keer barstte het auditorium Zeger Van Hee niet uit zijn voegen, maar toch zijn
we nog steeds verbaasd over hoeveel mensen de lezingen volgen. Blijf dit doen
alsjeblieft!
Johan Bleeker tijdens zijn lezing. We zijn benieuwd naar de resultaten van al
deze veelbelovende toekomstige instrumenten om hoge energie-straling uit de
ruimte te observeren!
Aan het einde van de lezing was er ook tijd voor enkele vragen. Belangrijk is
dat de observaties van hoog-energetische deeltjes uit de ruimte ons leren dat de
Large Hadron Collider (LHC) van het CERN geen zwarte gaten zal creëren!
We kijken uit naar de volgende lezing op 2 juni!
Foto's door Stefan Uttenthaler
|
