Amatérska detekcia GRB 060124A
Ako úvod by som použil slová Jiřiho Grygara, keď na jednej z jeho nespočetných prednášok o astronómii, on sám citoval amerického astronóma profesora Martina Harvita. „Jestli že se vám podaři v astronómii zlepšit parametry vašeho přístroje v jakém koliv směru o jeden řád anebo i víc než jeden řád, pak je téměř jisté, že s tým udeláte závažné astronomické objěvy.“
Tá veta mi utkvela v pamäti natoľko, že ma všade sprevádza a v podvedomí posúva vpred pri mojom amatérskom snažení.
O možnosti detekcie gama zábleskov (Gamma-Ray Burst - GRB) pomocou veľmi dlhých vĺn (Very Low Frequency -VLF) som sa dočítal náhodou, keď som chcel vedieť, či je možne pozorovať dosvit GRB aj amatérsky v rádiovom spektre. Našiel som hneď niekoľko spôsobov amatérskej detekcie GRB. Ako najjednoduchší a teda aj ľahko realizovateľný v amatérskych podmienkach, bez väčších znalosti radiotechniky a elektroniky, sa mi zdal spôsob detekcie na VLF. V tomto prípade nejde o dosvit ale o okamžitú reakciu ionsféry na GRB, ktorá sa prejavý ako náhla ionosférická porucha (Sudden Ionospheric Disturbance -SID ). Jedna z možnosti je pomocou SID monitoru, čo je v podstate jednoduchý prijímač na VLF naladený na frekvenciu jedného zo siete vysielačov ponorkového navigačného systému, ktorý je cez A/D prevodník pripojený k PC a kontinuálne meria a zapisuje len intenzitu nosnej vlny (obr.1) a nepriamo tak vyhodnocuje kvalitu ionosféry, presnejšie „D“ vrstvu ionosféry.
obr. 1
Na priloženom obrázku je ukážka záznamu dát, na ktorom je veľmi dobre vidieť ako sa chová ionosféra v priebehu 24-hodín. Úplne odlišný je záznam v noci počas absencie „D“ vrstvy, ktorej dramatický nástup a zánik je zreteľný pri svitaní a súmraku. Samostatne sa dá vyhodnocovať záznam počas dňa, v ktorom sa dajú okrem iného identifikovať aj slnečné vzplanutia, ktoré sú neprehliadnuteľné.
Ionosféra je pre VLF nepriepustná a chová sa ako zrkadlo, ktoré odráža vlny späť pod určitým uhlom a tak je možné aj v našich zemepisných šírkach zachytiť vysielač vzdialený aj niekoľko tisíc km. (obr.2)
obr.2
Dôvodov, prečo je k možnej detekcii GRB potrebný alebo výhodný monitor a teda kontinuálny záznam 24 hodín denne je hneď niekoľko. Doba trvania samotného gama záblesku je od zlomkov sekundy do maximálne niekoľko desiatok sekúnd a frekvencia zábleskov je od niekoľko hodín až do niekoľkých dní, navyše je rozloženie GRB na oblohe izotropné.
Jednoduchý prijímač, ktorý som postavil podľa jedného z množstva zapojení a v mojom prípade naladil na taliansky vysielač Tavolara pracujúci na frekvencii 20.27 kHz. Po pripojení slučkovej antény ( obr.3 ) navinutej z medeného drôtu som začal meranie. Niekoľko týždňov mi trvalo, než som sa dostal do prijateľného meracieho rozsahu, pretože ionosféra je veľmi nestabilná. Jej výška kolíše v intervale 70-90 Km. Najväčší je však rozdiel medzi dňom a nocou pretože vrstva „D“ v noci zaniká. Orientácia v zaznamenaných dátach je pre nezainteresovaného zo začiatku veľmi obťažna, pretože okrem nosnej frekvencie je v zázname množstvo peak-ov spôsobených RF rušením, scintiláciou ale aj slnečných vzplanutí a zmien v ionosfére spôsobených slnečným vetrom a aj búrkovou činnosťou na trase vysielač-prijímač.
obr.3
Zjednodušený popis vplyvu gama žiarenia na ionosféru a popis samotného SID monitoru na úvod som napísal len na vytvorenie predstavy o spôsobe detekcie GRB na VLF. Aby som sa dostal k samotnej detekcii GRB 060124A, musím použiť výrok jedného nemenovaného klasika, že nielen astronómiou je človek živý. To preto, že rádioastronómii sa venujem len amatérsky a spôsob záznamu dát pomocou monitoru mi vyhovuje. Počas dňa sa môžem venovať práci a ostatným rodinným povinnostiam a večer, keď mám čas, si v k ľude pozriem, analyzujem a porovnávam zaznamenané dáta. Tak to bolo aj 24.1.2006. Postupne sa preklikávam cez linky, ktoré majú niečo spoločné s rádioastronómiou a končím na Space Weather a Gamma-Ray Burst Real-time Sky Map. Posledný menovaný je real-time monitor družíc ako sú SWIFT, INTEGRAL, HETE2 , ktoré okrem iného detekujú aj GRB. Prvé, čo som si všimol, bol čas 15 hod 54 min 51 sec samozrejme, že UTC. Spozornel som! Pri pohľade na kolónky RA 05:08:10 a DEC 69:42:33 som si uvedomil, že je to dokonca v mojom „zornom poli“. To už sa presúvam k druhému PC, na ktorý mám pripojený SID monitor a pozorne prezerám záznam dát. Skoro som vykríkol od radosti. Je tam! GRB 060124A! ( obr.4 ) Prvé, čo ma v tej chvíli napadlo bolo, že to musím okamžite povedať môjmu priateľovi Paľovi Ďurišovi, veľmi dobrému amatérskemu astronómovi a jedinému propagátorovi amatérskej rádioastronómie na Slovensku a v Česku. Podarilo sa mi s ním skontaktovať ešte v ten večer a tak som sa mu samozrejme pochválil s mojím úlovkom. V tej chvíli som si uvedomil fakt, že si výsledky mojích pozorovaní nemám s kým vymieňať a porovnávať. Napadla ma myšlienka vytvorenia siete prijímačov. Niečo, ako „Slovenský SID monitor“ alebo dokonca „Česko-Slovenský SID monitor“. Možností pozorovania v tejto oblasti astronómie je určite viacej ale nie sú predmetom tohto článku.
obr.4
Na záver, aby som to celé nejako rozumne zakončil, budem pokračovať v tom ako som hovoril s Paľom Ďurišom o detekcii GRB a náš rozhovor sa presunul k potrebe publikovania výsledkov amatérskych pozorovaní a myslím, že to bol on, čo ma už vtedy nepriamo vyzval k napísaniu tohto článku. Pretože sme rozbehli paralelne niekoľko projektov v amatérskej rádioastronómii a to hneď na niekoľkých frekvenčných spektrách, myslím, že tých možností na zverejnenie výsledkov bude viac. Ešte si spomínam , že pri jednom z našich prvých rozhovorov som povedal, „keď že ide o rádio-astronómiu, mali by sme začať od „kryštálky“. To som vtedy netušil, že by sa s takým jednoduchým prijímačom dala robiť „veda“.
Rudolf Slošiar
Bojnice 24.2.2006
