Beispiele für Gammastrahlen- oder Röntgenaufnahmen kleiner Planeten, Monde oder Asteroiden, oder zumindest, wie man deren Intensität berechnet?

Röntgenstrahlen vom Mond - ROSATs Soft-Röntgen-PSPC-Imager nahm am 29. Juni 1990 einen gut erkennbaren Halbmond auf.

Die einfallende Röntgenstrahlung der Sonne wird vom Mond reflektiert. Die gemessene Röntgenleuchtkraft des Mondes von ~ 1,2 x 10 ¹² erg/s macht den Mond zur schwächsten bekannten nicht-terrestrischen Röntgenquelle.

[...]

Eine sorgfältige Analyse des beobachteten Signals des dunklen Mondes zeigt, dass es etwa 30-mal größer ist als aufgrund reiner Teilchenereignisse und der von der Erde zurückgestreuten Röntgenstrahlung der Sonne erwartet. Daher sendet auch die dunkle Seite des Mondes weiche Röntgenstrahlung in Höhe von etwa 1% der hellen Seite aus; Es wurde vermutet, dass diese übermäßige Intensität durch Bremsstrahlung von suprathermischen Elektronen verursacht wird, die auf die Mondoberfläche treffen.

Siehe auch JHMM Schmitt et al., A soft X-ray image of the Moon , Nature 349 , Seiten 583–587 (14. Februar 1991) und ROSAT – A new look at the X-ray sky (The 1991 Grubb-Parsons Lecture)

Die Antwort von @GNiklasch zeigt das wahrscheinlich erste Bild und die erste quantitative Messung von Röntgenstrahlen vom Mond;

• Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik Seite: Röntgenstrahlen vom Mond ,
• Nature 349, Seiten 583–587 (14. Februar 1991, Schmitt et al.): A soft X-ray image of the Moon ,
• Royal Astronomical Society Quarterly 33 (3), Sept. 1992, p. 165-174: ROSAT – Ein neuer Blick auf den Röntgenhimmel (The 1991 Grubb-Parsons Lecture) .

Die Hauptquellen von Röntgenstrahlen in diesem Energiebereich sind in 1 beschrieben :

Abbildung 3 zeigt die sonnenbeschienene Sichel des Mondes und demonstriert damit, dass die Röntgenleuchtkraft des Mondes aus der Rückstreuung der koronalen Sonnenröntgenstrahlen entsteht. Eine echte Überraschung war die Entdeckung eines schwachen Röntgenflusses von der dunklen Seite des Mondes, der möglicherweise auf Bremsstrahlung von Sonnenwindelektronen zurückzuführen ist, die auf die Mondoberfläche treffen (3).

In

• Weiche Röntgenemissionen von Planeten, Monden und Kometen, sagen die Autoren

Wie jedoch von [47] angemerkt, könnten Röntgenfluoreszenzstudien eine hervorragende Möglichkeit bieten, die elementare Zusammensetzung der Mondoberfläche durch Fernerkundung zu bestimmen, da die optischen Eigenschaften der weichen Röntgenstrahlung der Mondoberfläche von elementaren Häufigkeiten dominiert werden sollten (eher als Mineralhäufigkeiten, die die optischen Eigenschaften bei sichtbaren und längeren Wellenlängen bestimmen). Obwohl die Reflexion der starken Sonnenlinien wahrscheinlich das weiche Röntgenspektrum des Mondes dominiert, würde der Nachweis schwächerer Emissionen aufgrund der L- und M-Schalen-Fluoreszenz ein direktes Maß für die Häufigkeit bestimmter Elemente liefern.

Und genau das hat sich Chandrayaan-1 zum Ziel gesetzt, siehe unten. Aber zuerst: nach ROSAT kam Chandra:

oben: ab 2003: The Moon: Lunar Prospecting With Chandra

Chandras Beobachtungen haben auch ein jahrzehntelanges Rätsel um Röntgenstrahlen gelöst, die von ROSAT entdeckt wurden und von denen angenommen wurde, dass sie aus dem dunklen Teil des Mondes stammen. Es stellt sich heraus, dass diese Röntgenstrahlen nur scheinbar vom Mond stammen. Chandra zeigt, dass die Röntgenstrahlen des dunklen Mondes durch die Strahlung der Erdkorona (erweiterte äußere Atmosphäre) erklärt werden können, durch die sich umlaufende Raumfahrzeuge bewegen.

Die geokoronalen Röntgenstrahlen werden durch Kollisionen schwerer Ionen aus Kohlenstoff, Sauerstoff und Neon im Sonnenwind mit Wasserstoffatomen verursacht, die sich Zehntausende von Kilometern über der Erdoberfläche befinden. Bei den Kollisionen fangen die Solarionen Elektronen von Wasserstoffatomen ein. Die Sonnenionen stoßen dann Röntgenstrahlen aus, wenn die eingefangenen Elektronen auf niedrigere Energiezustände fallen.

Weitere Röntgenbilder von Körpern des Sonnensystems finden Sie unter http://chandra.harvard.edu/xray_sources/solar_system.html Zum Beispiel Venus und Mars:

Chandra/Venus :

Dieses Chandra-Bild, das erste jemals von der Venus gemachte Röntgenbild, zeigt aufgrund der relativen Ausrichtung von Sonne, Erde und Venus einen halben Halbmond. Die Röntgenstrahlen der Venus werden durch Fluoreszenzstrahlung von Sauerstoff und anderen Atomen in der Atmosphäre zwischen 120 und 140 Kilometer über der Oberfläche des Planeten erzeugt. Im Gegensatz dazu wird das optische Licht der Venus durch die Reflexion von Wolken in 50 bis 70 Kilometer Höhe über der Oberfläche verursacht.

Röntgenstrahlen der Sonne bombardieren die Atmosphäre der Venus, schlagen Elektronen aus den inneren Teilen der Atome und regen die Atome auf ein höheres Energieniveau an. Die Atome kehren mit der Emission eines fluoreszierenden Röntgenstrahls fast sofort in ihren niedrigeren Energiezustand zurück. Ein ähnlicher Prozess mit ultraviolettem Licht erzeugt das sichtbare Licht von Leuchtstofflampen.

Diese und zukünftige Röntgenbilder werden es Wissenschaftlern ermöglichen, Regionen der Venusatmosphäre zu untersuchen, die sonst schwer zu untersuchen sind.

Chandra/Mars :

Dieses bemerkenswerte Chandra-Bild gab Wissenschaftlern einen ersten Einblick in Röntgenstrahlen vom Mars. In der spärlichen oberen Atmosphäre des Mars, etwa 120 (75 Meilen) Kilometer über seiner Oberfläche, werden die beobachteten Röntgenstrahlen durch Fluoreszenzstrahlung von Sauerstoffatomen erzeugt .

Die Röntgenstrahlung der Sonne trifft auf Sauerstoffatome, schlägt Elektronen aus den inneren Teilen ihrer Elektronenwolken und bringt die Atome dabei auf ein höheres Energieniveau. Die Atome kehren fast sofort in ihren niedrigeren Energiezustand zurück und können bei diesem Vorgang einen fluoreszierenden Röntgenstrahl mit einer für das beteiligte Atom - in diesem Fall Sauerstoff - charakteristischen Energie emittieren. Ein ähnlicher Prozess mit ultraviolettem Licht erzeugt das sichtbare Licht von Leuchtstofflampen.

Die aus der Marsatmosphäre detektierte Röntgenleistung ist sehr gering und beträgt nur 4 Megawatt , vergleichbar mit der Röntgenleistung von etwa zehntausend medizinischen Röntgengeräten. Chandra sollte den Mars beobachten, als er nur 70 Millionen Kilometer von der Erde entfernt war, und auch in der Nähe des Punktes seiner Umlaufbahn, an dem er der Sonne am nächsten ist.

Zum Zeitpunkt der Chandra-Beobachtung entwickelte sich auf dem Mars ein riesiger Staubsturm, der etwa eine Hemisphäre bedeckte, um später den gesamten Planeten zu bedecken. Diese Hemisphäre drehte sich im Verlauf der 9-stündigen Beobachtung aus dem Blickfeld, aber es wurde keine Änderung der Röntgenintensität beobachtet, was darauf hindeutet, dass der Staubsturm die obere Atmosphäre nicht beeinflusst hat.

Die Astronomen fanden auch Beweise für einen schwachen Halo aus Röntgenstrahlen, der sich bis zu 7.000 Kilometer über der Marsoberfläche erstreckt. Wissenschaftler glauben, dass die Röntgenstrahlen durch Kollisionen von Ionen erzeugt werden, die von der Sonne (dem Sonnenwind) wegrasen, mit Sauerstoff- und Wasserstoffatomen in der dünnen Exosphäre des Mars.

OK jetzt zur C1XS-Röntgenspektroskopie von Chandrayaan-1 aus der Mondumlaufbahn:

Aus IRSOs Chandrayaan - 1 : Ergebnisse

Aus dem Erfolg des Chandrayaan-1-Röntgenspektrometers von Science Daily , um ein neues Verständnis der Mondoberfläche zu liefern

Das Miniaturinstrument C1XS untersuchte die Mondoberfläche mit einem Effekt, bei dem die Röntgenstrahlung der Sonne Felsen zum Fluoreszieren bringt und Licht mit einer anderen Wellenlänge aussendet. Dieses reemittierte Licht enthält spektrale Peaks, die für im Gestein enthaltene Elemente charakteristisch sind und seine Zusammensetzung offenbaren. Sonneneruptionen wirken wie ein Blitzlicht, geben zusätzliche Beleuchtung und ermöglichen es C1XS, mehr Elemente zu „sehen“.

Unter normalen Bedingungen konnte C1XS Magnesium, Aluminium und Silizium erkennen und Daten über die Gehalte dieser Elemente sammeln, was eine detaillierte Kartierung von Bereichen der Mondoberfläche während seiner Betriebszeit ermöglichte. Während der 30 Sonneneruptionen entdeckte C1XS Kalzium und Eisen (und manchmal Titan, Natrium und Kalium) in Schlüsselgebieten auf der Südhalbkugel und auf der anderen Seite des Mondes. Die spektrale Auflösung von 50 km war viel besser als bei früheren Missionen.

„Das C1XS-Team wird die während der Chandrayaan-1-Mission gesammelten Daten in den nächsten Monaten analysieren, und die Ergebnisse werden uns helfen, unser Wissen über die Mond- und Planetenentstehung zu erweitern. Darüber hinaus hat sich das Design des Instruments als sehr erfolgreich erwiesen, da es dem Durchgang durch die Strahlungsgürtel der Erde standhielt und diese wunderbaren hochauflösenden Spektren erzeugte. Wir waren in der Lage, klare Spitzen für jedes der Zielelemente zu trennen, was es uns ermöglichte, nicht nur zu identifizieren, wo sie vorhanden sind, sondern auch eine genaue Schätzung darüber zu geben, wie viel vorhanden ist. Die für C1XS entwickelte Technologie eröffnet einige aufregende Möglichkeiten für zukünftige Missionen“, sagte Professor Grande.

Vom ISRO-Hauptquartier: C1XS fängt den ersten Blick auf Röntgenstrahlen vom Mond ein

Das Imaging X-ray Spectrometer, eine der 11 Nutzlasten an Bord der Raumsonde Chandrayaan-1, die gemeinsam von der Indian Space Research Organization (ISRO) und dem britischen Rutherford Appleton Laboratory entwickelt wurde, hat erfolgreich die erste Röntgensignatur vom Mond entdeckt. Dies ist der erste Schritt seiner Mission, den Ursprung und die Entwicklung des Mondes aufzudecken, indem es seine Oberflächenzusammensetzung kartiert. Es sei daran erinnert, dass die Raumsonde Chandrayaan-1 am 22. Oktober 2008 vom Satish Dhawan Space Center in Sriharikota gestartet wurde und am 8. November 2008 in die Mondumlaufbahn eintrat. entdeckte am 12. Dezember 2008 um 02:36 UT das Röntgensignal aus einer Region in der Nähe der Apollo-Landeplätze.

Die Sonneneruption, die die Röntgenfluoreszenz verursachte, war außerordentlich schwach, ungefähr 20-mal kleiner als das Minimum, das C1XS erkennen sollte. .Die Röntgenkamera sammelte 3 Minuten lang Daten vom Mond, gerade als die Eruption begann und die Kamera ihre Beobachtung beendete. C1XS ist auf die Strahlung der Sonne angewiesen, um die Erkennung von Röntgenstrahlen zu aktivieren. Obwohl das Minimum der Sonnenaktivität Anfang 2008 enden sollte, muss die Sonnenaktivität den erwarteten Anstieg noch erreichen. Mit dem hochempfindlichen C1XS-Instrument war es möglich, die Röntgenstrahlen zu erkennen. Die Kamera - C1XS (ausgesprochen Kicks) wurde in der Abteilung für Weltraumwissenschaft und -technologie des Rutherford Appleton Laboratory in Zusammenarbeit mit der Indian Space Research Organization (ISRO) entwickelt und gebaut ).

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Eine gründliche Besprechung des Themas findet sich im Buch (Bhardwaj et al.) in ArXiv X-rays from Solar System Object

Hier ist ein energieaufgelöstes Röntgenspektrum des Mondes von Chandra:

Und einige Kometen:

Und sogar Monde anderer Planeten!

Es gibt neue Gammastrahlendaten für den Mond! Es ist vom Fermi-Gammastrahlenteleskop (auch NASA )

Von Mond leuchtet heller als Sonne in Bildern von Fermi der NASA

Klicken Sie für volle Größe oder gehen Sie zum Originallink

Der Mond leuchtet hell in Gammastrahlen, wie in dieser Zeitsequenz des Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskops der NASA zu sehen ist. Jedes 5-mal-5-Grad-Bild ist auf den Mond zentriert und zeigt Gammastrahlen mit Energien über 31 Millionen Elektronenvolt oder dem Zehnmillionenfachen des sichtbaren Lichts. Bei diesen Energien ist der Mond tatsächlich heller als die Sonne. Hellere Farben weisen auf eine größere Anzahl von Gammastrahlen hin. Diese Animation zeigt, wie eine längere Belichtung im Bereich von zwei bis 128 Monaten (10,7 Jahre) die Sicht verbessert. Bildnachweis: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration

Dies können zum Beispiel Planeten, Monde oder Asteroiden sein, jedoch ohne Sonne, Jupiter und Saturn.

• Dunnet al. (2021) A Low Signal Detection of X‐Rays From Uranus open access
• Uranus von Space.com stößt Röntgenstrahlen aus und ist seltsamer, als wir jemals dachten
• Röntgenobservatorium Chandra Uranus: Erste Röntgenstrahlen von Uranus entdeckt
• Chandra-Röntgenobservatorium Weitere Bilder von Röntgenstrahlen von Uranus, wo Sie die getrennten Röntgen-, sichtbaren Licht- und Infrarotelemente des zusammengesetzten Bildes unten sehen können.

Die ersten Röntgenstrahlen von Uranus wurden von Chandra bei Beobachtungen in den Jahren 2002 und 2017 aufgenommen, eine Entdeckung, die Wissenschaftlern helfen könnte, mehr über diesen Eisriesenplaneten zu erfahren. Die Forscher glauben, dass die meisten Röntgenstrahlen von Sonnenstrahlen stammen, die von der Uranus-Atmosphäre und seinem Ringsystem gestreut werden. Einige der Röntgenstrahlen könnten auch von Polarlichtern auf Uranus stammen, ein Phänomen, das zuvor bei anderen Wellenlängen beobachtet wurde. Die obere Reihe zeigt links ein Uranus-Bild mit Röntgendaten von Chandra, aufgenommen im Jahr 2002, und optischen Daten vom Keck-Teleskop auf Hawaii. Die einzelnen Bilder werden ebenfalls angezeigt. Die zweite Reihe zeigt links ein Chandra-Bild einer High Resolution Camera (HRC), das 2017 mit einer wahrscheinlichen Röntgenstrahlung aufgenommen wurde, und Keck-Daten zusammen mit den beiden Einzelbildern.