Το τηλεσκόπιο ακτίνων γ Fermi: ένα παράθυρο στο Σύμπαν των υψηλών ενεργειών

Το Σύμπαν φιλοξενεί πολυάριθμα εξωτικά και όμορφα φαινόμενα και πηγές που απελευθερώνουν ασύλληπτα για τον ανθρώπινο νου ποσά ενέργειας. Πρόκειται για το “Extreme Universe” (Ακραίο Σύμπαν) που εκτός των άλλων εκπέμπει φως και στις ακτίνες γ, φως που είναι δισεκατομμύρια φορές πιο “ενεργητικό” από αυτό που βλέπουν τα μάτια μας. Υπερμεγέθεις μελανές οπές, αστέρες νετρονίων που συγχωνεύονται, ροή ύλης που κινείται σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός και πολλές άλλες περιπτώσεις αποτελούν το αντικείμενο μελέτης της αστροφυσικής υψηλών ενεργειών. Πώς όμως παράγεται αυτή είναι η ενέργεια; Ποιες πηγές είναι υπεύθυνες; Πώς μπορούμε να μελετήσουμε αυτές τις πηγές φωτός για να τις κατανοήσουμε και πως εν τέλει σχετίζονται με τους επονομαζόμενους “κοσμικους επιταχυντές”; Προκειμένου να απαντήσουμε σε αυτές τις ερωτήσεις, χρειαζόμαστε παρατηρήσεις. 

Ένα από τα όργανα που αποτελεί “ανοιχτο παράθυρο” στο υψηλοενεργειακό Σύμπαν είναι το τηλεσκόπιο ακτίνων γ Fermi, το οποίο εκτοξεύθηκε στις 11 Ιουνίου του 2008. Πρόκειται για συνεργασία της NASA με εργαστήρια από τη Γαλλία, Γερμανία, Ιταλία, Ιαπωνία, Σουηδία και Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής. Ένα εργαλείο που βρίσκεται εκτός της γήινης ατμόσφαιρας, μιας και αυτή, ευτυχώς για εμάς, απορροφά την ακτινοβολία γ και δεν την αφήνει να φτάσει στην επιφάνεια της Γης. Το Fermi χρειάζεται περίπου 95 λεπτά για να “σαρώσει” όλον τον ουρανό με όργανα υψηλής ευαισθησίας. Βρίσκεται σε υψόμετρο 560 χιλιομέτρων από την επιφάνεια της θάλασσας (ο διεθνής διαστημικός σταθμός είναι στα 400 χιλιόμετρα). Ζυγίζει περίπου τέσσερις τόνους και έχει ύψος περί τα τρία μέτρα, ενώ το πλάτος του είναι 2 μέτρα. Οι πληροφορίες που συλλέγει στέλνονται στη Γη με ταχύτητα 40 megabit το δευτερόλεπτο και η συνολική ισχύς του ανιχνευτή είναι 1500 watt. 

Δύο όργανα: 

Large Area Telescope (LAT): 

Το βασικό όργανο του Fermi, παρατηρεί κάθε χρονική στιγμή το 20% του ουρανού. Μπορεί να προσδιορίσει τη χρονική στιγμή και τη διεύθυνση άφιξης ακτίνων γ ενεργειών μεταξύ 20 MeV (είκοσι εκατομμυρίων eV) και 300 GeV (τριακοσίων δισεκατομμυρίων eV). 

Gamma-ray Burst Monitor (GBM):

Ένα όργανο ειδικά σχεδιασμένο για την παρατήρηση  εκλάμψεων ακτίνων γ καλύπτοντας ενέργειες μεταξύ 10 keV (10 χιλιάδες eV) και 30 MeV. Καλύπτει όλον τον ουρανό διαθέτοντας 14 ανιχνευτές για τη μέτρηση των ενεργειών των φωτονίων και της χρονικής μεταβλητότητάς τους. Δύο είδη ανιχνευτών χρησιμοποιούνται για να καλυφθεί το μεγάλο ενεργειακό εύρος: 12 ανιχνευτές  χαμηλότερων ενεργειών (10keV ως 1MeV), και 2 ανιχνευτές υψηλότερων ενεργειών (150keV ως 30MeV). Οι 12 ανιχνευτές είναι τοποθετημένοι με διαφορετικούς προσανατολισμούς με σκοπό να καλύπτουν όλο τον ουρανό.

Βασικοί στόχοι/αντικείμενα παρατήρησης και μελέτης της αποστολής:

• Ήλιος 
• Γαλαξίας 
• Αστέρες Νετρονίων 
• Εκλάμψεις ακτίνων γάμμα 
• Ενεργοί Γαλαξιακοί Πυρήνες
• Υπόβαθρο ακτινοβολίας γ στο Σύμπαν
• Νεαρό Σύμπαν
• Σκοτεινή ύλη 
• Θεμελιώδης Φυσική 
• Άγνωστες ανακαλύψεις 

Το τηλεσκόπιο Fermi έχει προσφέρει πληθώρα ανακαλύψεων, ενώ έχει συνεισφέρει και στη στατιστική μελέτη των πηγών που εκπέμπουν στην υψηλές ενέργειες και βρίσκονται τόσο εντός όσο και εκτός του Γαλαξία.