Galaktikas centra apgabala gamma staru attēls, kuru uzņēmis H.E.S.S. Noklikšķiniet, lai palielinātu
Astrofiziķi, izmantojot H.E.S.S. Paredzams, ka šos gamma starus radīs vēl enerģētiskas kosmisko staru daļiņas, kas caurstrāvo visu mūsu Galaktiku, ietriecoties mākoņos. Tomēr, pateicoties HESS instrumenta ārkārtējai jutībai šajā enerģijas diapazonā, precīzi šo gamma staru intensitātes un enerģijas mērījumi parāda arī to, ka mūsu galaktikas centrālajā reģionā šīs kosmisko staru daļiņas parasti ir enerģētiskas nekā tās, kuras mēra krītošās uz Zemes atmosfēru. Starp iespējamiem iemesliem, kāpēc kosmiskie stari tiek pastiprināti un augstākas enerģijas ir mūsu Galaktikas centrā, ir supernovas atbalss, kas eksplodēja apmēram desmit tūkstošus gadu iepriekš, vai daļiņu paātrinājuma pārsprāgšana no super masīvā melnā cauruma pašā mūsu Galaktikas centrā. .
Gamma stari atgādina parasto gaismas vai rentgena starus, bet ir daudz enerģiskāki. Redzamās gaismas enerģija ir aptuveni viena elektrovolda (1 eV), fiziķa izteiksmē. Rentgenstari ir tūkstošiem līdz miljoniem eV. H.E.S.S. uztver ļoti augstas enerģijas gamma-staru fotonus ar enerģiju miljons miljonu eV jeb vienu teraelektronvoltu. Šie augstas enerģijas gamma stari ir diezgan reti; pat relatīvi spēcīgiem astrofiziskiem avotiem tikai aptuveni viens gamma starojums mēnesī sasniedz kvadrātmetru Zemes atmosfēras augšpusē.
Augstas enerģijas daļiņas no kosmosa nepārtraukti bombardē Zemes atmosfēru no visiem virzieniem. Viņu enerģijas daudzkārt pārsniedz tās, kuras var sasniegt, izmantojot cilvēka radītos daļiņu paātrinātājus. Kosmiskos starus 1912. gadā atklāja Viktors Hess, un, lai arī gandrīz gadsimtu tie ir plaši pētīti, to izcelsme - bieži deklarēta kā viena no astrofizikas galvenajām tēmām - joprojām nav pilnībā izprotama. Viens svarīgs agrīnais H.E.S.S rezultāts eksperimenta mērķis bija atklāt supernovas sprādziena triecienvilni [1] kā daļiņu intensīvas paātrināšanas vietu
Nesen publicētā žurnālā Nature publikācijā starptautiskā H.E.S.S. sadarbība ziņoja par gamma staru izstarojuma atklāšanu no gāzes mākoņu kompleksa netālu no mūsu Piena Ceļa galaktikas centra. Šie milzu ūdeņraža gāzu mākoņi aptver tādu gāzes daudzumu, kas ir ekvivalents 50 miljoniem reižu no Saules masas. Ar ļoti jutīgo H.E.S.S. gamma staru teleskopiem, pirmo reizi ir iespējams parādīt, ka šie mākoņi mirdz ļoti enerģijas enerģijas gammas staros.
Viens no galvenajiem jautājumiem mūsu izpratnē par kosmiskajiem stariem ir to izplatība telpā. Vai tie vienmērīgi caurstrāvo visu Galaktiku, vai arī to blīvums un enerģijas sadalījums mainās atkarībā no atrašanās vietas Galaktikā (piemēram, kosmisko daļiņu paātrinātāju tuvuma dēļ)? Tiešus kosmisko staru mērījumus var veikt tikai mūsu Saules sistēmā, kas atrodas apmēram 25 000 gaismas gadu attālumā no Galaktikas centra. Tomēr padziļinājums ļauj astrofizikiem izmeklēt kosmiskos starus citur Galaktikā; kad kosmiskā starojuma daļiņa saduras ar starpzvaigžņu gāzes daļiņu, rodas gamma stari.
Mūsu Galaktikas centrālā daļa ir sarežģīts astronomisks zoodārzs, kurā ir visu veidu eksotisko priekšmetu piemēri, kas zināmi astronomiem, piemēram, supernovas sprādzienu paliekas un supermasīvs melnais caurums. Tas satur arī milzīgu daudzumu starpzvaigžņu gāzi, kurai ir tendence salīst mākoņos. Ja no šāda gāzes mākoņa virziena tiek konstatēti gamma stari, zinātnieki mākoņa vietā var secināt par kosmisko staru blīvumu. Šo gamma staru intensitāte un enerģijas sadalījums atspoguļo kosmisko staru intensitāti.
Ar zemu enerģiju aptuveni 100 miljoni elektronu voltu (cilvēka veidoti paātrinātāji sasniedz enerģiju līdz 1 000 000 miljoniem elektropolt), šo paņēmienu EGRET izmantoja, lai kartētu kosmiskos starus mūsu Galaktikā. Pie patiešām lielām enerģijām - kosmisko staru paātrinātāju patiesā domēna - līdz šim neviens instruments nav bijis tik jūtīgs, lai “redzētu” starpzvaigžņu gāzes mākoņus, kas spīd ļoti augstas enerģijas gamma staros. pirmo reizi parādīja kosmisko staru klātbūtni šajā mūsu Galaktikas centrālajā reģionā.
The H.E.S.S. dati rāda, ka kosmisko staru blīvums par būtisku faktoru pārsniedz Saules apkārtnē esošo blīvumu. Interesanti, ka šī atšķirība palielinās, palielinoties enerģijai, kas nozīmē, ka kosmiskie stari nesen ir paātrināti. Šie dati vedina domāt, ka mākoņus apgaismo tuvējā kosmisko staru paātrinātājs, kas bija aktīvs pēdējos desmit tūkstošos gadu. Kandidāti uz šādiem paātrinātājiem ir gigantisks zvaigžņu sprādziens, kas acīmredzot notika nesenajā mūsu galaktikas centrā “nesenā” vēsturē; vēl viena iespējamā paātrinājuma vieta ir supermasīvs melnais caurums Galaktikas centrā. Džims Hintons, viens no atklāšanā iesaistītajiem zinātniekiem, secina: “Šis ir tikai pirmais solis. Mēs, protams, turpinām rādīt mūsu teleskopus Galaktikas centrā un smagi strādāsim, lai precīzi noteiktu precīzu paātrinājuma vietu - esmu pārliecināts, ka būs vēl citi aizraujoši atklājumi. ”
Augstas enerģijas stereoskopiskās sistēmas (H.E.S.S.) komandu veido zinātnieki no Vācijas, Francijas, Lielbritānijas, Čehijas, Īrijas, Armēnijas, Dienvidāfrikas un Namībijas.
Rezultāti tika iegūti, izmantojot High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) teleskopus Namībijā, Āfrikas dienvidrietumos. Šī četru 13 m diametra teleskopu sistēma šobrīd ir visjutīgākais ļoti enerģijas enerģijas gamma staru detektors. Tie tiek absorbēti atmosfērā, kur tie nodrošina īslaicīgu daļiņu dušu. The H.E.S.S. teleskopi uztver vājās, īsās zilganās gaismas zibspuldzes, kuras izstaro šīs daļiņas (ar nosaukumu Čerenkova gaisma, kas ilgst dažas miljardu sekundes sekundes), savāc gaismu ar lieliem spoguļiem, kas atstarojas uz īpaši jutīgām kamerām. Katrs attēls norāda viena gamma-starojuma fotona stāvokli debesīs, un savāktais gaismas daudzums dod sākotnējā gamma starojuma enerģiju. Attēlu izveidošana pēc fotona pa vienam ļauj H.E.S.S. izveidot astronomisko objektu kartes, kā tie parādās gamma staros.
The H.E.S.S. teleskopu bloks ir starptautiskas komandas, kas sastāv no vairāk nekā 100 zinātniekiem un inženieriem, vairāku gadu būvniecības centieni. Instrumentu 2004. gada septembrī atklāja Namībijas premjerministrs Teo-Bens Guirabs, un tā pirmie dati jau ir atklājuši vairākus svarīgus atklājumus, tostarp pirmo astronomisko supernovas trieciena viļņa attēlu ar visaugstākajām gamma staru enerģijām.
Oriģinālais avots: Max Planck Society
