Kom ihåg att när du lyssnar på radio, tittar på TV eller lagar mat i mikrovågsugnen använder du elektromagnetiska vågor. Radiovågor, tv-vågor och mikrovågor är alla typer av elektromagnetiska vågor. De skiljer sig bara från varandra genom sin våglängd. Vågorna i det elektromagnetiska spektrumet varierar i storlek från mycket långa radiovågor som är lika stora som byggnader till mycket korta gammastrålar som är mindre än storleken på en atomkärna. I det elektromagnetiska spektrumet ingår röntgenstrålar.
När ljusets våglängder minskar ökar de i energi. Röntgenstrålar har mindre våglängder och därför högre energi. Vi brukar tala om röntgenstrålar i termer av deras energi snarare än våglängd. Detta beror delvis på att röntgenstrålar har mycket små våglängder!
Röntgenstrålar upptäcktes för första gången 1895 av Wilhelm Conrad Roentgen, en tysk vetenskapsman som upptäckte dem helt av en slump.
Han tog ett röntgenfotografi av sin frus hand, som tydligt visade hennes vigselring och hennes ben. Fotografiet elektrifierade allmänheten och väckte ett stort vetenskapligt intresse för den nya strålningsformen. Roentgen kallade den ”X” för att ange att det var en okänd typ av strålning.
Jordatmosfären är tillräckligt tjock för att praktiskt taget ingen röntgenstrålning ska kunna tränga igenom från yttre rymden hela vägen till jordytan. Detta är bra för oss men också dåligt för astronomin – vi måste placera röntgenteleskop och detektorer på satelliter! Vi kan inte göra röntgenastronomi från marken.
Hur ”ser” vi med hjälp av röntgenljus?
Hur skulle det vara att se röntgenstrålar? Tja, vi skulle inte kunna se genom folks kläder, oavsett vad reklamen för röntgenglasögon säger! Om vi kunde se röntgenstrålar skulle vi kunna se saker som antingen avger röntgenstrålar eller stoppar deras överföring. Våra ögon skulle vara som den röntgenfilm som används på sjukhus och tandläkarmottagningar. Röntgenfilm ”ser” röntgenstrålar, som de som går genom huden. Den ser också skuggor som lämnas av saker som röntgenstrålarna inte kan passera igenom (som ben eller metall).
När du blir röntgad på ett sjukhus läggs röntgenkänslig film på ena sidan av din kropp och röntgenstrålar skjuts genom dig. Hos en tandläkare sätts filmen inuti din mun, på ena sidan av dina tänder, och röntgenstrålar skjuts genom din käke, precis som på den här bilden. Det gör inte alls ont – du kan inte känna röntgenstrålar.
Om dina ben och tänder är täta och absorberar mer röntgenstrålar än vad din hud gör, lämnas silhuetter av dina ben eller tänder kvar på röntgenfilmen medan din hud verkar genomskinlig. Metall absorberar ännu mer röntgenstrålar – kan du se fyllningen i bilden av tanden
När solen lyser på oss i en viss vinkel projiceras vår skugga på marken. På samma sätt, när röntgenljus lyser på oss, går det genom vår hud, men gör att skuggor av våra ben projiceras på och fångas av film.
Detta är ett röntgenfoto av en ettårig flicka. Kan du se skuggan av det hon svalt?
Röntgenbild av en 1-åring som visar en nål som hon svalt
Vi använder satelliter med röntgendetektorer på dem för att göra röntgenastronomi. Inom astronomin är saker som avger röntgenstrålar (som svarta hål) som tandläkarens röntgenapparat, och detektorn på satelliten är som röntgenfilmen.
Vad visar röntgenljuset oss?
Många saker i rymden avger röntgenstrålar, bland annat svarta hål, neutronstjärnor, binära stjärnsystem, supernovarester, stjärnor, solen och till och med en del kometer!
Jorden lyser i många olika typer av ljus, bland annat det energirika röntgenstrålbandet. Egentligen lyser inte jorden själv – det är bara norrsken som produceras högt upp i jordens atmosfär. Dessa norrsken orsakas av laddade partiklar från solen.
Röntgenbild av jorden (Credit: Polar, PIXIE, NASA)
Till vänster är den första bilden av jorden i röntgenstrålar, som togs i mars 1996 med satelliten Polar i omloppsbana. Området med den ljusaste röntgenstrålningen är rött. De energirika laddade partiklar från solen som orsakar norrsken ger också energi åt elektroner i jordens magnetosfär. Dessa elektroner rör sig längs jordens magnetfält och träffar så småningom jordens jonosfär, vilket orsakar röntgenstrålningen. Dessa röntgenstrålar är inte farliga eftersom de absorberas av lägre delar av jordens atmosfär.
Många saker i det djupa rymden avger röntgenstrålar. Många stjärnor befinner sig i binära stjärnsystem – vilket innebär att två stjärnor kretsar kring varandra. När en av dessa stjärnor är ett svart hål eller en neutronstjärna dras material från den normala stjärnan. Detta material spiralar in i det svarta hålet eller neutronstjärnan och värms upp till mycket höga temperaturer. När något värms upp till över en miljon grader avger det röntgenstrålar
Lär dig mer om röntgenstrålar!