Ne feledje, hogy amikor rádiót hallgat, tévét néz vagy mikrohullámú sütőben főz, elektromágneses hullámokat használ. A rádióhullámok, a televíziós hullámok és a mikrohullámok mind az elektromágneses hullámok típusai. Csak a hullámhosszukban különböznek egymástól. Az elektromágneses spektrumban a hullámok mérete a nagyon hosszú, épületek nagyságú rádióhullámoktól a nagyon rövid, az atommag méreténél kisebb gamma-sugarakig terjed. Az elektromágneses spektrumba tartozik a röntgensugárzás is.
Amint a fény hullámhossza csökken, úgy nő az energiája. A röntgensugarak kisebb hullámhosszúak és ezért nagyobb energiájúak. A röntgensugarakról általában nem a hullámhosszuk, hanem az energiájuk alapján beszélünk. Ez részben azért van így, mert a röntgensugaraknak nagyon kicsi a hullámhosszuk!
A röntgensugarakat először 1895-ben fedezte fel Wilhelm Conrad Roentgen német tudós, aki teljesen véletlenül talált rájuk.
Felkészített egy röntgenfelvételt a felesége kezéről, amelyen jól látható volt a jegygyűrű és a csontok. A fénykép felvillanyozta a közvéleményt, és nagy tudományos érdeklődést keltett a sugárzás új formája iránt. Roentgen “X”-nek nevezte el, hogy jelezze, hogy ez egy ismeretlen sugárzástípus.
A Föld légköre elég vastag ahhoz, hogy gyakorlatilag semmilyen röntgensugárzás ne tudjon átjutni a világűrből egészen a Föld felszínéig. Ez jó nekünk, de rossz a csillagászat számára is – röntgenteleszkópokat és detektorokat kell elhelyeznünk a műholdakon! A földről nem tudunk röntgencsillagászatot végezni.
Hogyan “látunk” a röntgenfény segítségével?
Milyen lenne, ha látnánk a röntgensugarakat? Nos, nem látnánk át az emberek ruháján, bármit is mondanak a röntgenszemüvegek reklámjai! Ha láthatnánk a röntgensugarakat, akkor olyan dolgokat láthatnánk, amelyek vagy kibocsátják a röntgensugarakat, vagy megállítják a sugárzásukat. A szemünk olyan lenne, mint a kórházakban vagy fogorvosi rendelőkben használt röntgenfilm. A röntgenfilm “látja” a röntgensugarakat, például azokat, amelyek a bőrödön keresztül haladnak. Látja az árnyékokat is, amelyeket olyan dolgok hagynak, amelyeken a röntgensugarak nem tudnak áthaladni (például csontok vagy fém).
Amikor egy kórházban röntgenfelvételt készítenek rólunk, a testünk egyik oldalára röntgenérzékeny filmet helyeznek, és a röntgensugarakat rajtunk keresztül lövik be. A fogorvosnál a filmet a szádba helyezik, a fogaid egyik oldalára, és a röntgensugarakat az állkapcsodon keresztül lövik be, mint ezen a képen. Ez egyáltalán nem fáj – a röntgensugarakat nem érzed.
Mivel a csontjaid és a fogaid sűrűek, és több röntgensugarat nyelnek el, mint a bőröd, a röntgenfilmen a csontjaid vagy a fogaid sziluettje marad, míg a bőröd átlátszónak tűnik. A fém még több röntgensugárzást nyel el – láthatod a tömést a fog képén
Amikor a Nap egy bizonyos szögben ránk süt, az árnyékunk a földre vetül. Hasonlóképpen, amikor röntgenfény süt ránk, az áthatol a bőrünkön, de lehetővé teszi, hogy csontjaink árnyéka rávetüljön a filmre, és azt rögzítse.
Ez egy 1 éves kislány röntgenfelvétele. Látod annak az árnyékát, amit lenyelt?
Röntgenfelvétel egy 1 éves gyermekről, amelyen egy tű látható, amit lenyelt
Röntgencsillagászathoz röntgensugaras detektorokkal ellátott műholdakat használunk. A csillagászatban a röntgensugárzást kibocsátó dolgok (például a fekete lyukak) olyanok, mint a fogorvosi röntgengép, a műholdon lévő detektor pedig olyan, mint a röntgenfilm.
Mit mutat nekünk a röntgenfény?
A világűrben sok dolog bocsát ki röntgensugarakat, köztük a fekete lyukak, a neutroncsillagok, a kettős csillagrendszerek, a szupernóva-maradványok, a csillagok, a Nap és még néhány üstökös is!
A Föld sokféle fényben világít, köztük az energikus röntgensávban. Valójában maga a Föld nem világít – csak a magasan a Föld légkörében keletkező sarki fény. Ezeket a sarki fényeket a Napból származó töltött részecskék okozzák.
Röntgenkép a Földről (Credit: Polar, PIXIE, NASA)
Balra az első röntgenkép a Földről, amelyet 1996 márciusában készített a Föld körül keringő Polar műhold. A legfényesebb röntgensugárzás területe piros színű. A Napból származó, sarki fényt okozó energikus töltött részecskék a Föld magnetoszférájában lévő elektronokat is gerjesztik. Ezek az elektronok a Föld mágneses mezeje mentén mozognak, és végül a Föld ionoszférájába csapódnak, röntgensugárzást okozva. Ezek a röntgensugarak nem veszélyesek, mert a Föld légkörének alacsonyabb részei elnyelik őket.
A mélyűrben sok dolog bocsát ki röntgensugarakat. Sok csillag kettős csillagrendszerben van – ami azt jelenti, hogy két csillag kering egymás körül. Amikor az egyik ilyen csillag egy fekete lyuk vagy egy neutroncsillag, a normál csillagról anyagot húznak le. Ez az anyag spirálisan a fekete lyukba vagy a neutroncsillagba kerül, és nagyon magas hőmérsékletre hevül fel. Amikor valami több mint egymillió fokra hevül, röntgensugárzást bocsát ki
Tudj meg többet a röntgensugárzásról!