¿Ejemplos de imágenes de rayos gamma o rayos X de pequeños planetas, lunas o asteroides, o al menos cómo calcular la intensidad de los mismos?

Rayos X de la Luna - El generador de imágenes PSPC de rayos X suaves de ROSAT capturó una media luna eminentemente reconocible el 29 de junio de 1990.

La emisión de rayos X incidente del Sol es reflejada por la Luna. La luminosidad de rayos X lunares medida de ~ 1,2 x 10 ¹² erg/s convierte a la Luna en la fuente de rayos X no terrestre más débil conocida.

[...]

Un análisis cuidadoso de la señal observada de la luna oscura muestra que es ~ 30 veces más grande de lo esperado de los eventos de partículas puras y la radiación solar de rayos X retrodispersada por la Tierra. Por lo tanto, el lado oscuro de la Luna también emite radiación de rayos X suaves al nivel de aproximadamente el 1% del lado brillante; se ha sugerido que este exceso de intensidad es causado por Bremsstrahlung de electrones supratérmicos que golpean la superficie lunar.

Véase también JHMM Schmitt et al., A soft X-ray image of the Moon , Nature 349 , páginas 583–587 (14 de febrero de 1991) y ROSAT - A new look at the X-ray sky (The 1991 Grubb-Parsons Lecture)

La respuesta de @ GNiklasch muestra lo que probablemente sea la primera imagen y medición cuantitativa de rayos X de la Luna;

• Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik página: Rayos X de la Luna ,
• Nature 349, páginas 583–587 (14 de febrero de 1991, Schmitt et al.): Una imagen de rayos X suave de la Luna ,
• Royal Astronomical Society Quarterly 33 (3), septiembre de 1992, p. 165-174: ROSAT: una nueva mirada al cielo de rayos X (La conferencia Grubb-Parsons de 1991) .

La fuente principal de rayos X en este rango de energía se describe en 1 :

La figura 3 muestra la luna creciente iluminada por el sol, lo que demuestra que la luminosidad de los rayos X lunares surge de la retrodispersión de los rayos X de la corona solar. Una verdadera sorpresa fue el descubrimiento de un flujo de rayos X de bajo nivel desde el lado oscuro de la Luna que puede deberse al bremsstrahlung de los electrones del viento solar que golpean la superficie lunar (3).

En

• Emisiones de rayos X blandos de planetas, lunas y cometas, dicen los autores

Sin embargo, como se señaló en [47], los estudios de fluorescencia de rayos X podrían proporcionar una excelente manera de determinar la composición elemental de la superficie lunar mediante sensores remotos, ya que las propiedades ópticas suaves de rayos X de la superficie lunar deberían estar dominadas por las abundancias elementales. (en lugar de las abundancias minerales, que determinan las propiedades ópticas en longitudes de onda visibles y más largas). Aunque el reflejo de las fuertes líneas solares probablemente domina el espectro de rayos X suaves de la Luna, la detección de emisiones más débiles debido a la fluorescencia de las capas L y M proporcionaría una medida directa de las abundancias elementales específicas.

Y eso es exactamente lo que Chandrayaan-1 se propuso hacer, ver más abajo. Pero primero: después de ROSAT vino Chandra:

arriba: de 2003: La Luna: Prospección lunar con Chandra

Las observaciones de Chandra también han resuelto un misterio de una década sobre los rayos X detectados por ROSAT que se pensaba que provenían de la parte oscura de la Luna. Resulta que estos rayos X solo parecen provenir de la Luna. Chandra muestra que los rayos X de la luna oscura pueden explicarse por la radiación de la geocorona (atmósfera exterior extendida) de la Tierra a través de la cual se mueven las naves espaciales en órbita.

Los rayos X geocoronales son causados ​​por colisiones de iones pesados ​​de carbono, oxígeno y neón en el viento solar con átomos de hidrógeno ubicados a decenas de miles de millas sobre la superficie de la Tierra. Durante las colisiones, los iones solares capturan electrones de los átomos de hidrógeno. Los iones solares luego expulsan rayos X a medida que los electrones capturados caen a estados de energía más bajos.

Para obtener más imágenes de rayos X de los cuerpos del sistema solar, consulte http://chandra.harvard.edu/xray_sources/solar_system.html Por ejemplo, Venus y Marte:

Chandra/Venus :

Esta imagen de Chandra, la primera imagen de rayos X jamás realizada de Venus, muestra una media luna debido a la orientación relativa del Sol, la Tierra y Venus. Los rayos X de Venus son producidos por la radiación fluorescente del oxígeno y otros átomos en la atmósfera entre 120 y 140 kilómetros sobre la superficie del planeta. En contraste, la luz óptica de Venus es causada por el reflejo de las nubes de 50 a 70 kilómetros sobre la superficie.

Los rayos X solares bombardean la atmósfera de Venus, eliminan los electrones de las partes internas de los átomos y los excitan a un nivel de energía más alto. Los átomos vuelven casi inmediatamente a su estado de menor energía con la emisión de rayos X fluorescentes. Un proceso similar que implica la luz ultravioleta produce la luz visible de las lámparas fluorescentes.

Esta y futuras imágenes de rayos X permitirán a los científicos examinar regiones de la atmósfera de Venus que son difíciles de investigar de otra manera.

Chandra/Marte :

Esta notable imagen de Chandra les dio a los científicos su primer vistazo a los rayos X de Marte. En la escasa atmósfera superior de Marte, a unos 120 (75 millas) kilómetros por encima de su superficie, los rayos X observados son producidos por la radiación fluorescente de los átomos de oxígeno .

La radiación X del Sol impacta los átomos de oxígeno, elimina electrones de las partes internas de sus nubes de electrones y excita los átomos a un nivel de energía más alto en el proceso. Los átomos regresan casi inmediatamente a su estado de menor energía y pueden emitir rayos X fluorescentes en este proceso con una energía característica del átomo involucrado, oxígeno en este caso. Un proceso similar que implica la luz ultravioleta produce la luz visible de las lámparas fluorescentes.

La potencia de rayos X detectada desde la atmósfera marciana es muy pequeña, asciende a solo 4 megavatios , comparable a la potencia de rayos X de unas diez mil máquinas médicas de rayos X. Chandra estaba programado para observar Marte cuando estaba a solo 70 millones de kilómetros de la Tierra, y también cerca del punto de su órbita cuando está más cerca del Sol.

En el momento de la observación de Chandra, se desarrolló una gran tormenta de polvo en Marte que cubrió aproximadamente un hemisferio, para luego cubrir todo el planeta. Este hemisferio giró fuera de la vista en el transcurso de la observación de 9 horas, pero no se observó ningún cambio en la intensidad de los rayos X, lo que implica que la tormenta de polvo no afectó a la atmósfera superior.

Los astrónomos también encontraron evidencia de un tenue halo de rayos X que se extiende a 7.000 kilómetros sobre la superficie de Marte. Los científicos creen que los rayos X son producidos por colisiones de iones que se alejan del Sol (el viento solar) con átomos de oxígeno e hidrógeno en la tenue exosfera de Marte.

Bien, ahora a la espectroscopia de rayos X C1XS de Chandrayaan-1 desde la órbita lunar:

De Chandrayaan de IRSO - 1: Resultados

Del éxito del espectrómetro de rayos X Chandrayaan-1 de Science Daily para proporcionar una nueva comprensión de la superficie lunar

El instrumento en miniatura C1XS investigó la superficie lunar usando un efecto por el cual la iluminación de rayos X del Sol hace que las rocas brillen, emitiendo luz a una longitud de onda diferente. Esta luz reemitida contiene picos espectrales característicos de los elementos contenidos en la roca, revelando su composición. Las llamaradas solares actúan como una bombilla de flash, brindando iluminación adicional y permitiendo que C1XS 'vea' más elementos.

En condiciones normales, C1XS pudo detectar magnesio, aluminio y silicio y recopiló datos sobre los niveles de estos elementos, lo que permitió un mapeo detallado de áreas de la superficie lunar durante su período operativo. Durante las 30 erupciones solares, C1XS detectó calcio y hierro (ya veces titanio, sodio y potasio) en áreas clave del hemisferio sur y en el lado oculto de la Luna. La resolución espectral de 50 km fue mucho mejor que en misiones anteriores.

“El equipo de C1XS analizará los datos recopilados durante la misión Chandrayaan-1 durante los próximos meses y los resultados nos ayudarán a ampliar nuestro conocimiento de la Luna y la formación planetaria. Además, el diseño del instrumento ha demostrado ser muy exitoso porque resistió el paso a través de los cinturones de radiación de la Tierra y continuó produciendo estos maravillosos espectros de alta resolución. Pudimos separar picos claros para cada uno de los elementos objetivo, lo que nos permitió no solo identificar dónde están presentes, sino también dar una estimación precisa de cuánto hay. La tecnología desarrollada para C1XS abre algunas oportunidades interesantes para futuras misiones”, dijo el profesor Grande.

Desde la sede de ISRO: C1XS capta el primer vistazo de rayos X de la Luna

El espectrómetro de rayos X de imágenes, una de las 11 cargas útiles a bordo de la nave espacial Chandrayaan-1, desarrollado conjuntamente por la Organización de Investigación Espacial de la India (ISRO) y el Laboratorio Rutherford Appleton del Reino Unido, ha detectado con éxito la primera firma de rayos X de la Luna. Este es el primer paso en su misión de revelar el origen y la evolución de la Luna mediante el mapeo de la composición de su superficie. Cabe recordar que la nave espacial Chandrayaan-1 se lanzó desde el Centro Espacial Satish Dhawan, Sriharikota, el 22 de octubre de 2008 y entró en la órbita lunar el 8 de noviembre de 2008. En órbita alrededor de la Luna, el espectrómetro de rayos X de imágenes Chandrayaan-1 (C1XS) detectó la señal de rayos X de una región cercana a los sitios de aterrizaje del Apolo el 12 de diciembre de 2008 a las 02:36 UT.

La llamarada solar que causó la fluorescencia de rayos X fue extremadamente débil, aproximadamente 20 veces más pequeña que el C1XS mínimo para detectar. .La cámara de rayos X recolectó 3 minutos de datos de la Luna justo cuando comenzó la llamarada y la cámara terminó su observación. C1XS depende de la radiación del Sol para activar la detección de rayos X. Aunque se esperaba que el mínimo de actividad solar finalizara a principios de 2008, la actividad solar aún no ha alcanzado el aumento previsto. Con el instrumento C1XS de alta sensibilidad, ha sido posible detectar los rayos X. ).

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Se puede encontrar una revisión exhaustiva del tema en el libro (Bhardwaj et al.) en ArXiv X-rays from Solar System Object

Aquí hay un espectro de rayos X de energía resuelta de la Luna de Chandra:

Y algunos cometas:

¡E incluso lunas de otros planetas!

¡Hay nuevos datos de rayos gamma para la Luna! Es del telescopio de rayos gamma Fermi , (también de la NASA )

La luna brilla más que el sol en imágenes de Fermi de la NASA

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La Luna brilla intensamente en rayos gamma como se ve en esta secuencia de tiempo del Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA. Cada imagen de 5 por 5 grados está centrada en la Luna y muestra rayos gamma con energías superiores a 31 millones de electronvoltios , o decenas de millones de veces la de la luz visible. Con estas energías, la Luna es en realidad más brillante que el Sol. Los colores más brillantes indican un mayor número de rayos gamma. Esta animación muestra cómo una exposición más prolongada, que va de dos a 128 meses (10,7 años), mejoró la vista. Crédito: Colaboración NASA/DOE/Fermi LAT

Estos pueden ser planetas, lunas o asteroides, por ejemplo, pero excluyendo el Sol, Júpiter y Saturno.

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Chandra capturó los primeros rayos X de Urano durante las observaciones obtenidas en 2002 y 2017, un descubrimiento que puede ayudar a los científicos a aprender más sobre este planeta gigante de hielo. Los investigadores creen que la mayoría de los rayos X provienen de los rayos X solares que se dispersan en la atmósfera de Urano y en su sistema de anillos. Algunos de los rayos X también pueden provenir de auroras en Urano, un fenómeno que se ha observado previamente en otras longitudes de onda. La fila superior muestra, a la izquierda, una imagen de Urano con datos de rayos X de Chandra tomados en 2002 y datos ópticos del telescopio Keck en Hawai. También se muestran las imágenes individuales. La segunda fila muestra, a la izquierda, una imagen de Chandra de una cámara de alta resolución (HRC) tomada en 2017 con un probable destello de rayos X y datos de Keck, junto con las dos imágenes individuales.