Vergeet niet dat wanneer u naar de radio luistert, tv kijkt of in een magnetron kookt, u elektromagnetische golven gebruikt. Radiogolven, televisiegolven en magnetrons zijn allemaal soorten elektromagnetische golven. Ze verschillen alleen van elkaar in golflengte. De golven in het elektromagnetische spectrum variëren in grootte van zeer lange radiogolven ter grootte van gebouwen, tot zeer korte gammastralen die kleiner zijn dan de kern van een atoom. Het elektromagnetisch spectrum omvat ook röntgenstralen.
Naarmate de golflengten van het licht afnemen, nemen zij in energie toe. Röntgenstralen hebben kleinere golflengten en daardoor een hogere energie. Wij spreken gewoonlijk over röntgenstralen in termen van hun energie en niet van hun golflengte. Dit komt gedeeltelijk doordat röntgenstralen zeer kleine golflengten hebben!
Röntgenstralen werden voor het eerst ontdekt in 1895 door Wilhelm Conradent Rogen, een Duitse wetenschapper die ze bij toeval ontdekte.
Hij nam een röntgenfoto van de hand van zijn vrouw waarop haar trouwring en haar botten duidelijk te zien waren. De foto zette het grote publiek in vuur en vlam en wekte grote wetenschappelijke belangstelling voor deze nieuwe vorm van straling. Roentgen noemde het “X” om aan te geven dat het om een onbekende soort straling ging.
De atmosfeer van de aarde is zo dik dat er vrijwel geen röntgenstraling vanuit de ruimte helemaal tot aan het aardoppervlak kan doordringen. Dit is goed voor ons, maar ook slecht voor de astronomie – we moeten röntgentelescopen en -detectoren op satellieten zetten! We kunnen geen röntgenastronomie doen vanaf de grond.
Hoe “zien” we met röntgenlicht?
Hoe zou het zijn om röntgenstraling te zien? Nou, we zouden niet door de kleren van mensen heen kunnen kijken, wat de advertenties voor röntgenbrillen ons ook vertellen! Als we röntgenstralen konden zien, zouden we dingen kunnen zien die ofwel röntgenstralen afgeven ofwel de transmissie ervan stoppen. Onze ogen zouden zijn als de röntgenfilm die in ziekenhuizen of tandartspraktijken wordt gebruikt. Röntgenfilm “ziet” röntgenstralen, zoals de stralen die door je huid gaan. Het ziet ook schaduwen van dingen waar de röntgenstralen niet doorheen kunnen (zoals botten of metaal).
Als je in een ziekenhuis een röntgenfoto laat maken, wordt er röntgengevoelige film op één kant van je lichaam gelegd, en worden er röntgenstralen door je heen geschoten. Bij een tandarts wordt de film in je mond gelegd, aan een kant van je tanden, en worden er röntgenstralen door je kaak geschoten, net als op deze foto. Het doet helemaal geen pijn – u voelt niets van röntgenstralen.
Omdat uw botten en tanden dicht zijn en meer röntgenstralen absorberen dan uw huid, blijven er silhouetten van uw botten of tanden op de röntgenfilm staan, terwijl uw huid doorzichtig lijkt. Metaal absorbeert nog meer röntgenstraling – kunt u de vulling in het beeld van de tand zien
Wanneer de zon onder een bepaalde hoek op ons schijnt, wordt onze schaduw op de grond geprojecteerd. Wanneer röntgenlicht op ons schijnt, gaat het ook door onze huid heen, maar worden de schaduwen van onze botten op de film geprojecteerd en vastgelegd.
Dit is een röntgenfoto van een 1-jarig meisje. Kun je de schaduw zien van wat ze heeft ingeslikt?
Röntgenfoto van een 1-jarig meisje waarop een speld te zien is die ze heeft ingeslikt
We gebruiken satellieten met röntgendetectoren erop om röntgenastronomie te doen. In de sterrenkunde zijn dingen die röntgenstraling afgeven (zoals zwarte gaten) als het röntgenapparaat van de tandarts, en de detector op de satelliet is als de röntgenfilm.
Wat laat röntgenlicht ons zien?
Vele dingen in de ruimte geven röntgenstraling af, waaronder zwarte gaten, neutronensterren, binaire stersystemen, supernovarestanten, sterren, de zon en zelfs sommige kometen.
De aarde gloeit in vele soorten licht, waaronder de energetische röntgenstraalband. Eigenlijk gloeit de aarde zelf niet – alleen noorderlicht dat hoog in de atmosfeer van de aarde wordt geproduceerd. Dit noorderlicht wordt veroorzaakt door geladen deeltjes van de zon.
Röntgenfoto van de aarde (Credit: Polar, PIXIE, NASA)
Aan de linkerkant ziet u de eerste foto van de aarde in röntgenstraling, gemaakt in maart 1996 met de Polar-satelliet in een baan rond de aarde. Het gebied met de helderste röntgenstraling is rood. De energetisch geladen deeltjes van de Zon die het poollicht veroorzaken, activeren ook elektronen in de magnetosfeer van de Aarde. Deze elektronen bewegen langs het magnetisch veld van de aarde en slaan uiteindelijk in op de ionosfeer van de aarde, waardoor de röntgenstraling ontstaat. Deze röntgenstraling is niet gevaarlijk omdat zij door de lagere delen van de aardatmosfeer wordt geabsorbeerd.
Vele dingen in de diepe ruimte geven röntgenstraling af. Veel sterren bevinden zich in binaire stersystemen – dat betekent dat twee sterren om elkaar heen draaien. Wanneer een van deze sterren een zwart gat of een neutronenster is, wordt materiaal van de normale ster weggezogen. Dit materiaal spiraliseert in het zwarte gat of de neutronenster en verhit tot zeer hoge temperaturen. Wanneer iets wordt verhit tot meer dan een miljoen graden, zal het röntgenstraling afgeven
Lees meer over röntgenstraling!