Lockmano skylė (Lockman Hole): kas tai ir kodėl svarbi astronomijai

Lockmano skylė — skaidrus dangaus langas į gilų kosmosą; H I debesų praleidžiama sritis, itin svarbi astronomijai, ultravioletiniams ir rentgeno stebėjimams.

Lokmano skylė - tai dangaus sritis, kuri yra tarsi skaidrus langas į tolimą kosmosą. Išskirtinę reikšmę ji turi todėl, kad šioje srityje mūsų Galaktikos neutraliojo vandenilio (H I) kiekis yra neįprastai mažas, todėl mažiau absorbuojama ir slopinama ultravioletinė bei minkštoji rentgeno spinduliuotė, taip pat geresnės sąlygos stebėti tolimesnes infraraudonąsias ir optines šviesas.

Žvelgiant iš mūsų padėties Pieno kelio galaktikoje, daugumą krypčių iš dalies užstoja arba uždengia neutralaus vandenilio H I debesys. Jie silpnai švyti infraraudonaisiais spinduliais ir užstoja tolimus vaizdus ultravioletinėje ir minkštojoje rentgeno spinduliuotėje. H I debesys trukdo stebėti šių bangų ilgius beveik visomis kitomis kryptimis. Taigi Lockmano skylė yra patraukli dangaus sritis astronominiams stebėjimams.

Skylė yra netoli Didžiojo Ožiaragio rodyklės žvaigždžių Ursa Major žvaigždyne. Ji užima maždaug 15 kvadratinių laipsnių plotą ir pavadinta jos atradėjo, astronomo Džėjaus Lokmano (Jay Lockman), vardu.

Kas konkrečiai daro ją ypač „skaidria“?

Lockmano skylės H I stulpelis (column density) yra labai mažas — apie 5×10¹⁹ atomų cm⁻² ar net mažiau, kai daugelyje dangaus sričių šis rodiklis siekia 10²⁰–10²¹ atomų cm⁻². Mažas neutraliojo vandenilio kiekis reiškia mažesnę fotoelektrinę absorbciją ultravioletinėje ir minkštojoje rentgeno dalyse, todėl teleskopai, dirbantys šiuose diapazonuose, gali fiksuoti silpnesnius ir tolimesnius šaltinius.

Kam Lockmano skylė naudojama praktikoje?

• Gilus rentgeno spinduliuotės stebėjimas: skylė buvo viena iš sričių, kuriose atlikti gilūs stebėjimai su ROSAT, XMM-Newton ir Chandra teleskopais, siekiant ištirti kosminį rentgeno foną ir identifikuoti silpnus aktyvių galaktikų branduolius (AGN).
• Multispektrinės kampanijos: šioje srityje buvo renkamos duomenų visose bangų ilgio juostose — nuo ultravioletinės (pvz., GALEX), per optinę (pvz., Hubble, žemės observatorijos), infraraudonąją (Spitzer, Herschel) iki radijo (VLA) ir submilimetrinės (SCUBA, IRAM) — siekiant pilno tolimų galaktikų ir kvazarų aprašymo.
• Tolimų galaktikų ir kvazarų paieška: mažesnė priekinė absorbcija leidžia aptikti aukšto raudoninio poslinkio (high-z) šaltinius, tirti jų spektrus ir evoliuciją.
• Studijos apie kosminį rentgeno foną: padėjo aiškinti, kiek rentgeno fono sudaro atskirų AGN ir kaip pasiskirsto tokie šaltiniai kosmologiniu mastu.
• Kalibracija ir fono matavimai: dėl mažo užterštumo ši sritis dažnai naudojama instrumentų fono ir jautrumo patikrai bei kryžminiams palyginimams tarp observatorijų.

Apribojimai ir pastabos

Nors H I kiekis Lockmano skylėje yra mažas, tai nereiškia, kad ten visiškai nėra priekinių trikdžių. Ten vis dar gali būti tam tikros galaktinės dulkių juostos (cirrus), nematomos H II plazmos ar kitokio pobūdžio emisija, ypač infraraudonojoje dalyje. Taip pat skirtingos bangos ilgio juostos reaguoja į skirtingus užtvaras, todėl visada būtina naudoti kelių ilgių juostų duomenis ir atitinkamai koreguoti absorbciją bei slopinimą analizėse.

Santrauka

Lockmano skylė yra vertingas „langas“ į gilų Visatą: dėl mažo Galaktikos H I kiekio čia galima efektyviau stebėti ultravioletinės ir minkštosios rentgeno spinduliuotės šaltinius bei vykdyti daugiabangius giliosios erdvės tyrimus. Dėl to ši sritis tapo viena iš pagrindinių zonų, kuriose vykdomos tarpinstitucinės ir tarpinacionalinės kampanijos, padedančios suprasti galaktikų evoliuciją, aktyvius branduolius ir kosminį foną.

Paieška pagal raidę