Galaktikos centro regiono gama spindulių vaizdas, padarytas H.E.S.S. Spustelėkite norėdami padidinti
Astrofizikai, naudojantys H.E.S.S. Tikimasi, kad šiuos gama spindulius sukels dar energingesnės kosminių spindulių dalelės, kurios prasiskverbia į visą mūsų galaktiką ir patenka į debesis. Tačiau dėl to, kad HESS instrumentas yra ypač jautrus šiame energijos diapazone, tikslūs šių gama spindulių intensyvumo ir energijos matavimai rodo, kad mūsų galaktikos centriniame regione šios kosminės spinduliuotės dalelės paprastai yra energingesnės nei matuojamos krintančios. į Žemės atmosferą. Galimos priežastys, dėl kurių kosminės spinduliuotės sustiprėjimas ir aukštesniųjų energijų įsisavinimas yra mūsų galaktikos centre, yra supernovos, kuri sprogo prieš maždaug dešimt tūkstančių metų, aidas arba dalelių pagreičio sprogimas iš super masyvios juodosios skylės pačiame mūsų galaktikos centre. .
Gama spinduliai primena įprastą šviesos ar rentgeno spindulius, tačiau yra daug energingesni. Matoma šviesa turi maždaug vieno elektroninio volto (1 eV) energiją, pasak fiziko. Rentgeno spinduliai yra nuo tūkstančių iki milijonų eV. H.E.S.S. aptinka labai didelės energijos gama spinduliuotės fotonus, kurių energija yra milijonas milijonų eV arba vienas teraelektronvoltas. Šie didelės energijos gama spinduliai yra gana reti; net palyginti stipriems astrofiziniams šaltiniams žemės atmosferos viršuje kvadratinis metras pasiekia tik maždaug vieną gama spindulį per mėnesį.
Didelės energijos dalelės iš kosmoso nuolat bombarduoja Žemės atmosferą iš visų pusių. Jų energija yra daug didesnė už tas, kurias galima pasiekti naudojant žmogaus sukurtus dalelių greitintuvus. Kosminius spindulius 1912 m. Atrado Viktoras Hessas, ir nors jie buvo plačiai tyrinėjami beveik šimtmetį, jų kilmė - dažnai skelbiama viena iš pagrindinių astrofizikos temų - vis dar nėra visiškai suprantama. Vienas svarbus ankstyvas H.E.S.S rezultatas eksperimentas turėjo atskleisti supernovos sprogimo šoko bangą [1] kaip intensyvaus dalelių pagreičio vietą
Neseniai paskelbtame žurnale „Nature“ tarptautinė H.E.S.S. bendradarbiaujant pranešta, kad gama spinduliuotės spinduliavimas buvo aptiktas iš dujų debesų komplekso, esančio netoli mūsų pačių Pieno kelio galaktikos centro. Šie milžiniški vandenilio dujų debesys apima tokį dujų kiekį, kuris lygus 50 milijonų kartų saulės masės. Su labai jautriu H.E.S.S. gama spindulių teleskopai, pirmą kartą galima parodyti, kad šie debesys švyti labai didelės energijos gama spinduliais.
Viena pagrindinių kosminių spindulių supratimo problemų yra jų pasiskirstymas erdvėje. Ar jie vienodai skverbiasi į visą galaktiką, ar jų tankis ir energijos pasiskirstymas skiriasi priklausomai nuo to, kur jie yra galaktikoje (pavyzdžiui, dėl kosminių dalelių greitintuvų artumo)? Tiesioginius kosminių spindulių matavimus galima atlikti tik mūsų Saulės sistemoje, esančioje maždaug 25 000 šviesos metų nuo Galaktikos centro. Tačiau subfūgas leidžia astrofizikams ištirti kosminius spindulius kitur Galaktikoje; kai kosminė spinduliuotės dalelė susiduria su tarpžvaigždine dujų dalele, susidaro gama spinduliai.
Centrinė mūsų „Galaxy“ dalis yra sudėtingas astronominis zoologijos sodas, kuriame yra visų tipų egzotinių objektų, žinomų astronomams, pavyzdžių, tokių kaip supernovos sprogimų liekanos ir super masyvi juodoji skylė. Jame taip pat yra didžiulis tarpžvaigždinių dujų kiekis, linkęs į debesis. Jei gama spinduliai aptinkami tokio dujų debesies kryptimi, mokslininkai gali nustatyti kosminių spindulių tankį debesies vietoje. Šių gama spindulių intensyvumas ir pasiskirstymas energijoje atspindi kosminių spindulių intensyvumą ir pasiskirstymą.
Esant mažai energijai, maždaug 100 milijonų elektroninių voltų (žmogaus sukurti spartintuvai pasiekia energiją iki 1 000 000 milijonų elektrinių voltų), šią metodą EGRET palydovas panaudojo kosminių spindulių žemėlapiams mūsų galaktikoje žymėti. Esant tikrai aukštai energijai - tikrajai kosminių spindulių greitintuvų sričiai -, iki šiol nė vienas instrumentas nebuvo pakankamai jautrus, kad „matytų“ tarpžvaigždinius dujų debesis, šviečiančius labai didelės energijos gama spinduliuose. pirmą kartą pademonstravo kosminių spindulių buvimą šiame centriniame mūsų galaktikos regione.
H.E.S.S. duomenys rodo, kad kosminių spindulių tankis reikšmingu veiksniu viršija Saulės kaimynystėje esantį tankį. Įdomu tai, kad šis skirtumas didėja didėjant energijai, o tai reiškia, kad kosminiai spinduliai neseniai buvo pagreitinti. Taigi, šie duomenys rodo, kad debesys yra apšviesti šalia esančio kosminių spindulių greitintuvo, kuris buvo aktyvus per pastaruosius dešimt tūkstančių metų. Kandidatai į tokius greitintuvus yra milžiniškas žvaigždžių sprogimas, kuris, matyt, įvyko netoli mūsų galaktikos širdies per „neseną“ istoriją; kita galima pagreičio vieta yra ypač masyvi juodoji skylė Galaktikos centre. Jimas Hintonas, vienas iš atradime dalyvavusių mokslininkų, daro išvadą: „Tai tik pirmas žingsnis. Žinoma, mes ir toliau nukreipiame savo teleskopus į „Galaxy“ centrą ir sunkiai dirbame, kad tiksliai nustatytume pagreičio vietą - esu įsitikinęs, kad laukia dar daugiau įdomių atradimų. “
Aukštos energijos stereoskopinės sistemos (H.E.S.S.) komandą sudaro mokslininkai iš Vokietijos, Prancūzijos, JK, Čekijos Respublikos, Airijos, Armėnijos, Pietų Afrikos ir Namibijos.
Rezultatai buvo gauti naudojant Namibijos, pietvakarių Afrikos, teleskopus „High Energy Stereoscopic System“ (H.E.S.S.). Ši keturių 13 m skersmens teleskopų sistema šiuo metu yra jautriausias labai didelės energijos gama spindulių detektorius. Jie absorbuojami atmosferoje, kur jie suteikia trumpalaikį dalelių dušą. H.E.S.S. teleskopai aptinka silpnus, trumpus melsvos šviesos blyksnius, kuriuos skleidžia šios dalelės (pavadintos „Cherenkov“ šviesa, trunkančią kelias milijardo tikslumo sekundes), ir surenka šviesą dideliais veidrodžiais, kurie atspindi ypač jautrias kameras. Kiekvienas vaizdas parodo vieno gama spindulio fotono vietą danguje, o surinktas šviesos kiekis suteikia pradinio gama spindulio energiją. Sukūrus atvaizdus, sudarytus pagal fotoną, leidžiama H.E.S.S. sudaryti astronominių objektų, matomų gama spinduliuose, žemėlapius.
H.E.S.S. teleskopų masyvas parodo tarptautinės komandos, kurią sudaro daugiau nei 100 mokslininkų ir inžinierių, daugiametę statybą. Prietaisą 2004 m. Rugsėjį inauguravo Namibijos ministras pirmininkas Theo-Benas Guirabas, o pirmieji jo duomenys jau leido atlikti daugybę svarbių atradimų, įskaitant pirmąjį astronominį supernovos smūgio bangos atvaizdą aukščiausiomis gama spindulių energijomis.
Originalus šaltinis: Maxo Plancko draugija
