Οπή του Λόκμαν

Η Οπή του Λόκμαν (Lockman Hole) ή «άνοιγμα του Λόκμαν» είναι μία περιοχή του Γαλαξία στον αστερισμό Μεγάλη `Αρκτο που είναι σχεδόν ελεύθερη από απορρόφηση ακτίνων Χ από ουδέτερο υδρογόνο του διαστρικού χώρου. Για τον λόγο αυτό τα (εξωγαλαξιακά) αστρονομικά αντικείμενα που παρατηρούνται «μέσα» από την Οπή διακρίνονται, στις ακτίνες Χ αλλά και σε άλλα μήκη κύματος, με καθαρότητα μεγαλύτερη από ό,τι προς οποιαδήποτε άλλη κατεύθυνση. Η Οπή του Λόκμαν ονομάστηκε έτσι από το επώνυμο του αστρονόμου που διεπίστωσε την ύπαρξή της, του Φέλιξ Λόκμαν. Στο ορατό φως η αντίστοιχη περιοχή ονομάζεται και Οπή του Μπάαντε.

Αστρομετρία

Σε ισημερινές συντεταγμένες για την εποχή J2000.0 το κέντρο της Οπής του Λόκμαν βρίσκεται σε ορθή αναφορά 10 ώ. 52 λ. και απόκλιση +57° 22΄. Ταυτίζεται με την περιοχή SFD98 σε χάρτες υπέρυθρης ακτινοβολίας από την κοσμική σκόνη.
Το σχέδιο στα δεξιά δείχνει τα αστρονομικά αντικείμενα σε ακτίνα μισής μοίρας από τη θέση του κέντρου της Οπής του Λόκμαν. Περιέχονται περί τα 1.217 αντικείμενα, κυρίως αστρονομικές πηγές υπερύθρου και μακρινοί γαλαξίες. Από αυτά μόνο 349 είναι πηγές ακτίνων Χ.
Η Ανατολική Οπή του Λόκμαν (Lockman Hole East) είναι μια υποπεριοχή της Οπής του Λόκμαν με κέντρο σε ορθή αναφορά 10 ώ. 52 λ. 8,8 δ. και απόκλιση +57° 21΄ 34΄΄ (συντ/νες J2000.0). Μια συγκρίσιμη απεικόνιση της Ανατολικής Οπής περιέχει 1.223 αντικείμενα σε ακτίνα μισής μοίρας από αυτό το κέντρο.
Η Βορειοδυτική Οπή του Λόκμαν (Lockman Hole Northwest, LHNW) είναι μια υποπεριοχή της Οπής του Λόκμαν με κέντρο σε ορθή αναφορά 10 ώ. 34 λ. και απόκλιση +57° 40΄ . Μια συγκρίσιμη απεικόνιση της Ανατολικής Οπής περιέχει 718 αντικείμενα σε ακτίνα μισής μοίρας από αυτό το κέντρο, με τα 532 από αυτά να είναι πηγές ακτίνων Χ.

Ουδέτερο υδρογόνο

Η κατεύθυνση της Οπής του Λόκμαν καταγράφεται η απόλυτα χαμηλότερη πυκνότητα στήλης ουδέτερου υδρογόνου. Η πυκνότητα αυτή είναι 6 x 10¹⁹ άτομα/cm² . Η περιοχή του κέντρου της παρουσιάζει ένα ελάχιστο στα 4,5 x 10¹⁹ άτομα/cm² . Υπάρχει ένα διάχυτο νέφος που καλύπτει το μισό πεδίο.
Η Βορειοδυτική Οπή του Λόκμαν παρουσιάζει τη μικρότερη γαλαξιακή απορρόφηση, NH = 5,72 x 10¹⁹ cm⁻² .

Γαλαξίες

Το σχετικώς καθαρό οπτικό πεδίο που προσφέρει η Οπή του Λόκμαν έχει επιτρέψει την παρατήρηση εξαιρετικά μακρινών περιοχών του Σύμπαντος. Παρατηρήσεις με το όργανο «Δέκτης Φασματικής και Φωτομετρικής Απεικονίσεως» (Spectral and Photometric Imaging RΕceiver, SPIRE) του Διαστημικού Τηλεσκοπίου Χέρσελ στην Οπή του Λόκμαν έχουν καταγράψει χιλιάδες γαλαξίες κοντά στα όρια του ορατού Σύμπαντος, που εμφανίζονται όπως ήταν πριν από 10 ως 12 δισεκατομμύρια χρόνια. Μία εικόνα που λήφθηκε τον Μάιο 2010 για την Εξωγαλαξιακή Επισκόπηση του Χέρσελ (Herschel Multi-tiered Extragalactic Survey, HerMES) δείχνει καθαρά τάσεις συγκεντρώσεως αυτών των γαλαξιών σε σμήνη και παρέχει ενδείξεις για τη μεγάλης κλίμακας τριδιάστατη κατανομή της ύλης στο Σύμπαν.
Η πλειονότητα (80 ως 90 %) των ανιχνευόμενων λαμπρών στο υπέρυθρο γαλαξιών σε ερυθρομεταθέσεις 0,5 < z < 3,5, σε μία περιοχή 5΄ x 5΄ στην Ανατολική Οπή του Λόκμαν είναι «ψυχροί» γαλαξίες, με ρυθμούς σχηματισμού νέων αστέρων συγκρίσιμους με εκείνους οπτικά επιλεγμένων νέων γαλαξιών. Γαλαξίες που θεωρούνται «θερμοί» είναι όσοι κυριαρχούνται από την ύπαρξη ενός ενεργού γαλαξιακού πυρήνα.

Αστρονομικές πηγές ακτίνων Χ

Ο όγκος του διαστήματος που παρατηρείται μέσα από την Οπή του Λόκμαν περιέχει εκατοντάδες αστρονομικές πηγές ακτίνων Χ, κάποιες από τις οποίες είναι μαύρες τρύπες μεγάλης μάζας, και επιτρέπει μια καθαρή θέαση του εξωγαλαξιακού χώρου πέρα από τον Γαλαξία μας.
Το Παρατηρητήριο Ακτίνων Χ Τσάντρα και ο δορυφόρος ROSAT έχουν χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη πηγών ακτίνων Χ δια της Οπής του Λόκμαν. Περί τις 75 πηγές ακτίνων X παρατηρούνται με το όργανο PSPC του ROSAT.
Λεπτομερής φασματική ανάλυση στις ακτίνες Χ έχει πραγματοποιηθεί σε 123 πηγές Χ στην Οπή του Λόκμαν με το διαστημικό παρατηρητήριο XMM-Newton.

Διάχυτο υπόβαθρο ακτίνων Χ (XRB)

Πάνω από 1 ώρα παρατηρήσεων με αντίστοιχη λήψη δεδομένων έχει γίνει δια της Οπής του Λόκμαν με το όργανο FIRAS του COBE. Αυτές οι μετρήσεις έχουν αποκλείσει την πιθανότητα μεγάλο μέρος του XRB να προέρχεται από ένα διάχυτο οπτικώς λεπτό πλάσμα με θερμοκρασία περί τα 40 keV. Η εναλλακτική ερμηνεία είναι ότι το XRB οφείλεται στο άθροισμα πολλών διακριτών πηγών.

Ενεργός γαλαξιακός πυρήνας

Γαλαξίες τόσο του τύπου Seyfert (Σίφερτ) 1 όσο και του τύπου Seyfert 2 παρατηρούνται με μεγάλη καθαρότητα μέσα από την Οπή του Λόκμαν και εμφανίζουν μια ισχυρή σχετικιστική φασματική γραμμή σιδήρου που ανιχνεύεται και στο διάχυτο υπόβαθρο ακτίνων Χ, πιθανότατα εξαιτίας υψηλής περιεκτικότητας σε μέταλλα.

Παραπέρα διάβασμα

Lockman, F.J., Jahoda, K., McCammon, D.: "The structure of galactic HI in directions of low total column density", Ap.J. 302, 432L-49 (Μάρτιος 1986) (doi=10.1086/164002)