Observatórium extrémneho vesmíru NASA aj s účasťou slovenských vedcov

Na výskum kozmického žiarenia  ultra vysokých energií (UHECR) nasadili vedci z NASA a ďalších krajín unikátne  Observatórium extrémneho vesmíru EUSO (Extreme Universe Space Observatory). Do stratosféry ho vynesie obrovský balón, ktorý vypustili 25.apríla z novozélandského letiska Wanaka.

Balón s objemom až pol milióna metrov kubických dokáže s viac než tonovým vedeckým nákladom letieť stratosférou vo výške 33,5 kilometrov po dobu 50 dní.

Ak všetko pôjde dobre, misia sa môže predĺžiť až na 100 dní. Balón následne riadene pristane na určenom mieste na pevnine.

Zo stratosféry na orbitu

Misia je prípravným projektom experimentu JEM-EUSO na výskum častíc ultra vysokých energií. Kozmické žiarenie vysokoenergetických častíc sa k nám môže dostávať z výsledkov vesmírnych kataklyziem, akými sú výbuchy supernov a podobne.

Na príprave experimentu JEM-EUSO sa podieľa prostredníctvom Ústavu experimentálnej fyziky SAV a Technickej univerzity v Košiciach aj Slovensko, informoval Pavol Bobik z ÚEF SAV.

Doteraz v rámci programu NASA-SPB (SuperPressure ballon, SPB) leteli z Nového Zélandu dva  balóny. Prvý v roku 2015, druhý v roku 2016. Na treťom SPB balóne z Wanaky odštartovalo na svoju misiu Observatórium extrémneho vesmíru EUSO, ktoré bude zo stratosféry pozorovať fluorescenčné žiarenie emitované časticovými spŕškami v atmosfére.

Tie vytvárajú častice s veľmi vysokou energiou prilietajúcimi z vesmíru. Keďže ich je extrémne málo, je dôležité pozorovať ich výskyt na čo najväčšej ploche. Experiment prvýkrát umožní takéto pozorovanie z oblasti stratosféry a vedci dúfajú, že potvrdí možnosť ich pozorovania aj z vesmíru. Z orbity Zeme to bude možné na ešte väčšej ploche.

Balón EUSO-SPB je prípravným experimentom pre experiment JEM-EUSO, ktorý bude umiestnený na Medzinárodnej vesmírnej stanici ISS na Japonskom Experimentálnom module (JEM). Zameraný bude na vyriešenie záhady pôvodu častíc s ultra vysokou energiou. Aj keď toto kozmické žiarenie vedci skúmajú už desaťročia, jeho pôvod stále nepoznáme.

Kandidátmi na zdroj týchto častíc sú supermasívne čierne diery v jadrách galaxií, rýchlo rotujúce pulzary, ale možno ním sú iné astrofyzikálne objekty. Jedna takáto častica s ultra vysokou energiou zasiahne 1 km² povrchu atmosféry len raz za pár storočí.

Detektor JEM-EUSO však bude z ISS monitorovať plochu 140 tisíc km², preto za 3 roky z ISS môže detegovať dostatok častíc s ultra vysokou energiou, aby pomohol pri riešení tejto záhady.

Kamery pre vesmírne divadlo

Kým detektor EUSO-SPB má šošovky s plochou 1,4 m², detektor JEM-EUSO bude využívať mimoriadne ľahké šošovky s plochou viac než 4 m². Detektory EUSO sú ultrarýchle širokouhlé UV kamery, snímkujúce rýchlosťou 400 tisíc snímkov za sekundu.

Trajektórie nabitých častíc nízkych energií sú ohýbané zemským magnetickým poľom, no častice s energiami nad 10^20 eV sa pohybujú po takmer priamočiarej trajektórií. Zostáva tak zachovávaná informácia o smere ich pôvodu.

Slovensko sa podieľa na príprave JEM-EUSO experimentu od roku 2008. Ústav Experimentálnej Fyziky SAV v EUSO misiách pracuje na prieskume svetelného pozadia nočnej oblohy. Tvorí ho najmä horná vrstva atmosféry. Keďže jeho intenzita obmedzuje pozorovania časticových spŕšok, je dôležité vedieť ju odhadnúť. Spolu s TU v Košiciach sa ústav podieľa aj na automatizovanom rozpoznávaní časticových spŕšok.

Let balónu EUSO-SPB môžete sledovať na adrese: https://www.csbf.nasa.gov/newzealand/wanaka.htm