Olga, Liliána
20 °C
35 °C

Gamma-kitöréseket kutat a magyar–japán–szlovák nanoműhold

2020.12.09. 06:37
November végén az ELKH Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont (CSFK) Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézetében magyar−japán−szlovák együttműködés keretein belül elkészült az első magyar vezetésű, kimondottan asztrofizikai kutatásokat végző műhold.

A tudományos világ a gravitációs hullámok 2015-ös felfedezése óta fokozottan érdeklődik az univerzum legenergikusabb kitörései iránt. Ám a gravitációs hullámok forrásának megtalálása és beazonosítása a mai napig kihívást jelent, hiszen a gravitációshullám-detektorok a források irányát nem igazán tudják beazonosítani, jóllehet a jelenség hátterében álló objektumok – pl. összeolvadó fekete lyukak vagy neutroncsillagpárok – méretét pontosan meg tudják mérni. Az irány meghatározásárának egyik egyszerű módja azoknak a látható tartományba eső vagy más elektromágneses hullámoknak a megfigyelése lehet, amelyek a neutroncsillagok összeolvadásakor keletkeznek: a helymeghatározás legjobb eszközét talán a gamma-sugárzás észlelése jelenti.

Hullám és villanás

Noha magukat a gamma-kitöréseket már az 1960-as évektől kezdve észlelik, a hozzájuk kapcsolódó jelenségek a – gravitációs hullámoktól függetlenül is – sok nyitott kérdést hordoznak magukban. Ezeknek a kutatásoknak az elősegítésére indult ez a hazai fejlesztés, azzal a céllal, hogy a későbbi, műholdflották fejlesztésére irányuló projektek alapjait is megvethesse. A csillagászati intézet munkatársainak vezetése mellett, a Hirosimai Egyetem, illetve az ELTE TTK Fizikai Intézetében dolgozó kollégák bevonásával tervezték és építették meg azt a detektort, mely képes ilyen kis méretű, az úgynevezett CubeSat szabványhoz illeszkedő rendszeren belül is megvalósítani a gamma-sugárzás mérését. 

A detektor lelke egy cézium-jodid kristály, amely a gamma-sugárzás hatására látható fényt bocsát ki. Ezt érzékeny, fotonszámlálónak nevezett szenzorokkal érzékeljük, majd a jel erősítése és digitalizálása után a csillagászati szempontból gyanús jeleket helyben letároljuk, vagy közvetlenül egy rádiómodul felé továbbítjuk

– mondta Pál András, aki a rendszer fejlesztését vezeti a csillagászati intézet részéről.

A projekt rendkívül jó példája annak a nemzetközi együttműködésnek, amelyben japán és magyar kutatók egy olyan csillagászati műszert fejlesztenek közösen kis műholdra, amely azelőtt csak nagy műholdakon repülhetett

– nyilatkozta Masanori Ohno, aki a projekt miatt egyenesen Hirosimából (Japán) költözött Budapestre.

A LIGO-nak segítenek

Ez a kis műhold méreteit tekintve megegyezik az első, teljesen magyar építésű műhold, a MaSat-1 méreteivel: a mintegy 10x10x11 centiméteres kis „kockában” található a tápegység, a rádióadóvevő-modul, a fedélzeti számítógép és a pontos időmérést lehetővé tévő GPS-vevő mellett maga a detektor is. Noha a detektor a műhold térfogatának körülbelül egyharmadát teszi ki, súly szempontjából azonban majdnem a felét, hiszen a gamma-detektorokban alkalmazott kristályok nagy sűrűségűek, emellett a fényérzékelő szenzorokat is védeni kell egy kis extra ólomborítással.

Ez a magyar kis műhold az első lépés egy későbbi műholdflotta megvalósítása felé. Amennyiben a detektorkoncepció sikeresnek bizonyul, a nagyobb – mintegy 10x10x34 centiméter méretű –, de a CubeSat szabványnak továbbra is megfelelő műholdakon nemcsak a precízebb mérés lesz lehetséges, hanem a források irányát is nagyon pontosan meg lehet majd határozni a flotta egyes tagjaihoz beérkező sugárzás észlelési időpontjának a különbségéből.

Ezzel új út nyílik meg az asztrofizikában, és a miénk lehet az első olyan CubeSat-detektor, amely gamma-felvillanást érzékel

– mondta Werner Norbert, az ELTE és a brnói Masaryk Egyetem munkatársa, aki a detekor műholdvázba történő beépítését koordinálja.

Frei Zsolt, az ELTE most alakuló Űrtudományi Centrumának vezetője, az ELTE LIGO-tagcsoportjának vezető kutatója, kijelentette:

A magyar műholdflotta teszi majd képessé a LIGO-t a következő években a neutroncsillagpárok mint gravitációshullám-források helyének meghatározására, azaz a sokcsatornás csillagászat következő kulcsfontosságú lépésének a megtételére.