Lockmanova díra: průhledné okno Mléčné dráhy pro astronomická pozorování

Lockmanova díra — průhledné okno Mléčné dráhy v souhvězdí Velkého vozu; unikátní oblast bez H I mraků pro čistá astronomická pozorování v UV a rentgenu.

Lockmanova díra je oblast oblohy, která funguje jako prakticky průhledné okno do vzdáleného vesmíru. V tomto směru je mezi námi a vzdálenými objekty výrazně méně neutrálního vodíku než jinde v Mléčné dráze, takže se zde minimalizuje pohlcení a rozptyl záření v citlivých vlnových délkách.

Z naší pozice v galaxii Mléčná dráha je většina směrů částečně blokována nebo zakryta oblaky neutrálního vodíku H I. Tyto oblaky slabě září infračerveným světlem a současně výrazně pohlcují a rozptylují záření v extrémních ultrafialových a měkkých rentgenových vlnových délkách. Mraky H I tak ruší pozorování v těchto pásmech prakticky ve všech ostatních směrech oblohy.

Právě proto je Lockmanova díra atraktivní oblastí oblohy pro hluboká astronomická pozorování a průzkumy napříč spektrálním rozsahem. Nachází se poblíž ukazatelů hvězd Velkého vozu v souhvězdí Ursa Major, má rozlohu asi 15 čtverečních stupňů a je pojmenována po svém objeviteli, astronomovi Jayi Lockmanovi (objevena v 80. letech 20. století).

Proč je oblast zvláštní

V Lockmanově díře jsou naměřené sloupcové hustoty neutrálního vodíku výrazně nižší než v okolních směrech (řádově několik 10¹⁹ atomů/cm²), což znamená menší pohlcení měkkého rentgenového a ultrafialového záření. Díky tomu lze v této oblasti detekovat slabé a vzdálené zdroje, které by jinak byly skryty za galaktickým plynem.

Použití v astronomii

• Deep field rentgenová pozorování: Lockmanova díra byla cílem mnoha rentgenových družic (ROSAT, XMM-Newton, Chandra), které zde prováděly hluboké průzkumy bohaté na vzdálené aktivní galaxie (AGN) a shluky galaxií.
• Multifrekvenční kampaně: oblast je předmětem pozorování i v infračerveném (např. Spitzer), optickém a rádiovém pásmu, což umožňuje komplexní studium vzdálených galaxií a evoluce galaktických systémů.
• Kosmologické studie: nízké mezihvězdné pohlcení usnadňuje měření spekter a červeného posuvu (redshift) velmi slabých zdrojů, čímž Lockmanova díra přispívá k výzkumu vzniku a vývoje struktur ve vesmíru.

Jak se využívá v praxi

Astronomové plánují pozorování citlivých instrumentů právě přes oblasti s nízkým obsahem H I, jako je Lockmanova díra. Díky menšímu pozadí a absorpci jsou tam efektivnější hluboké expozice a je snazší rozeznat signál slabých vysokoenergetických zdrojů od šumu.

Zajímavosti

Lockmanova díra není zcela "prázdná" — obsahuje stále určité množství mezihvězdného materiálu — ale relativně malé množství H I z ní činí jedno z nejlepších „okének“ pro pozorování vzdáleného vesmíru v určitých vlnových délkách. Díky tomu je tato oblast pravidelně zařazována do programů pro hluboké pole a multiwavelength studie.

Hledání podle dopisu