Imaginea cu raze gamma a regiunii centrului galactic luată de H.E.S.S. Faceți clic pentru a mări
Astrofizicienii care folosesc H.E.S.S. Se estimează că aceste raze gamma vor rezulta din particulele de raze cosmice și mai energice, care pătrund întreaga noastră Galaxie, prăbușindu-se în nori. Cu toate acestea, datorită sensibilității extreme a instrumentului HESS din acest interval de energie, măsurători precise ale intensității și energiilor acestor raze gamma arată în continuare că în regiunea centrală a galaxiei noastre aceste particule de raze cosmice sunt, de obicei, mai energice decât cele căzute măsurate pe atmosfera Pământului. Posibilele motive pentru care razele cosmice sunt sporite și cu energii mai mari în inima Galaxiei noastre includ ecoul unei supernove care a explodat cu zece mii de ani înainte, sau o explozie de accelerare a particulelor din gaura neagră super masivă din centrul Galaxiei noastre. .
Razele gamma seamănă cu lumina normală sau cu raze X, dar sunt mult mai energice. Lumina vizibilă are o energie de aproximativ 1 electronvolt (1 eV), în termenii fizicianului. Razele X sunt de la mii la milioane de eV. H.E.S.S. detectează fotoni cu raze gamma cu energie foarte mare, cu o energie de un milion de milioane eVs, sau un teraelectronvolt. Aceste raze gamma cu energie mare sunt destul de rare; chiar și pentru surse astrofizice relativ puternice, doar o rază gamma pe lună atinge un metru pătrat în vârful atmosferei Pământului.
Particulele cu energie mare din spațiu bombardează continuu atmosfera Pământului din toate direcțiile. Energiile lor le depășesc, de departe, pe cele la care se poate ajunge folosind acceleratoarele de particule create de om. Razele cosmice au fost descoperite în 1912 de Victor Hess și, deși au fost studiate pe scară largă de aproape un secol, originea lor - adesea declarată ca una dintre temele cheie ale astrofizicii - nu este încă înțeleasă în totalitate. Un rezultat important timpuriu al H.E.S.S. experimentul a fost să dezvăluie o undă de șoc explozivă supernova [1] ca loc de accelerare intensă a particulelor
Într-o publicație recentă în revista Nature, internaționalul H.E.S.S. colaborarea a raportat descoperirea emisiilor de raze gamma dintr-un complex de nori de gaz în apropierea centrului propriei galaxii a căii lactee. Acești nori uriași de gaz de hidrogen cuprind o cantitate de gaz echivalentă cu 50 de milioane de ori mai mare decât soarele. Cu extrem de sensibil H.E.S.S. Telescoape cu raze gamma, este posibil pentru prima dată să arate că acești nori strălucesc în razele gamma cu energie foarte mare.
O problemă-cheie în înțelegerea noastră a razelor cosmice este distribuirea lor în spațiu. Pătrund uniform întreaga Galaxie sau diferă densitatea și distribuția lor în energie în funcție de locația unuia din Galaxie (de exemplu, datorită apropierii de acceleratoare cosmice de particule)? Măsurătorile directe ale razelor cosmice pot fi luate doar în cadrul sistemului nostru solar, situat la aproximativ 25.000 de ani lumină de centrul Galaxiei. Cu toate acestea, un subterfugiu permite astrofizicienilor să investigheze razele cosmice în altă parte a Galaxiei; când o particulă cu raze cosmice se ciocnește cu o particulă de gaz interstelară, se produc raze gamma.
Partea centrală a galaxiei noastre este o grădină zoologică astronomică complexă, care conține exemple de fiecare tip de obiect exotic cunoscut astronomilor, cum ar fi rămășițele exploziilor de supernove și o gaură neagră super-masivă. De asemenea, conține cantități uriașe de gaz interstelar, care tinde să se aglomereze în nori. Dacă razele gamma sunt detectate din direcția unui astfel de nor de gaz, oamenii de știință pot deduce densitatea razelor cosmice la locația norului. Intensitatea și distribuția în energie a acestor raze gamma reflectă cea a razelor cosmice.
La energii reduse, în jur de 100 de milioane de electronvolți (acceleratoarele artificiale ajung la energii de până la 1.000.000 de milioane de electronvolți), această tehnică a fost folosită de satelitul EGRET pentru a cartografia razele cosmice din Galaxia noastră. La energii cu adevărat ridicate - adevăratul domeniu al acceleratoarelor de raze cosmice - niciun instrument nu a fost suficient de sensibil până acum pentru a „vedea” norii de gaz interstelare care strălucesc în razele gamma cu energie foarte mare. a demonstrat pentru prima dată prezența razelor cosmice în această regiune centrală a galaxiei noastre.
Cei de la H.E.S.S. datele arată că densitatea razelor cosmice o depășește pe cea din cartierul solar cu un factor semnificativ. Interesant este că această diferență crește pe măsură ce urcăm în energie, ceea ce implică faptul că razele cosmice au fost recent accelerate. Deci, aceste date sugerează că norii sunt luminați de un accelerator de raze cosmice din apropiere, care a fost activ în ultimii zece mii de ani. Candidații pentru astfel de acceleratoare sunt o explozie stelară gigantică, care aparent a ieșit aproape de inima Galaxiei noastre în istoria „recentă”; un alt posibil loc de accelerare este gaura neagră super masivă din centrul Galaxiei. Jim Hinton, unul dintre oamenii de știință implicați în descoperire, concluzionează „Acesta este doar primul pas. Desigur, continuăm să îndreptăm telescoapele noastre în centrul galaxiei și vom depune eforturi pentru a identifica exact locul de accelerație - sunt sigur că vor mai fi descoperiri interesante. ”
Echipa High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) este formată din oameni de știință din Germania, Franța, Marea Britanie, Cehia, Irlanda, Armenia, Africa de Sud și Namibia.
Rezultatele au fost obținute cu ajutorul telescoapelor High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) din Namibia, din sud-vestul Africii. Acest sistem de patru telescoape cu diametrul de 13 m este în prezent cel mai sensibil detector al razelor gamma cu energie foarte mare. Acestea sunt absorbite în atmosferă, unde dau un duș de particule de scurtă durată. Cei de la H.E.S.S. telescoapele detectează sclipirile slabe și scurte de lumină albăstruie pe care le emit aceste particule (numită lumină Cherenkov, care durează câteva miliarde de secunde), colectând lumina cu oglinzi mari care se reflectă pe camerele extrem de sensibile. Fiecare imagine dă poziția pe cer a unui foton cu raze gamma unice, iar cantitatea de lumină colectată dă energia razei gamma inițiale. Construirea imaginilor foton-by-photon permite H.E.S.S. pentru a crea hărți ale obiectelor astronomice, deoarece acestea apar în razele gamma.
Cei de la H.E.S.S. matricea telescopului reprezintă un efort de construcție de mai mulți ani al unei echipe internaționale formate din peste 100 de oameni de știință și ingineri. Instrumentul a fost inaugurat în septembrie 2004 de prim-ministrul namibian, Theo-Ben Guirab, iar primele sale date au dus deja la o serie de descoperiri importante, inclusiv prima imagine astronomică a unei unde de șoc supernova la cele mai mari energii cu raze gamma.
Sursa originală: Max Planck Society
