H.E.S.S.: n ottama galaktisen keskialueen gammasäteilykuva Klikkaa suurentaaksesi
Astrofysiikot, jotka käyttävät H.E.S.S. Näiden gammasäteiden odotetaan johtuvan vieläkin energisemmistä kosmissäteen hiukkasista, jotka läpäisevät koko galaksiamme, kaatuessaan pilviin. HESS-instrumentin äärimmäisen herkkyyden ansiosta tällä energia-alueella näiden gammasäteiden voimakkuuden ja energioiden tarkat mittaukset osoittavat edelleen, että galaksiamme keskialueella nämä kosmissäteen hiukkaset ovat tyypillisesti energiatehokkaampia kuin mitatut laskevat maan ilmakehään. Mahdollisia syitä siihen, miksi kosmiset säteet paranevat ja korkeammat energiat ovat galaksiamme ytimessä, ovat supernovan kaiku, joka räjähti noin kymmenentuhatta vuotta aiemmin, tai hiukkaskiihdytyksen purske supermahtavasta mustasta reiästä galaksin ytimessämme .
Gammasäteet muistuttavat normaalia valoa tai röntgensäteitä, mutta ovat paljon energisiä. Näkyvän valon energia on fyysikon mukaan noin yksi elektroninen voltti (1 eV). Röntgenkuvat ovat tuhansia miljoonia eV. H.E.S.S. havaitsee erittäin korkeaenergiset gammasäteilyfotonit, joiden energia on miljoona miljoonaa eVs tai yksi teraelektronvoltti. Nämä korkeaenergiset gammasäteet ovat melko harvinaisia; jopa suhteellisen vahvojen astrofysikaalisten lähteiden kohdalla vain noin yksi gammasäde kuukaudessa osuu neliömetriin maan ilmakehän huipulle.
Avaruuden korkeat energiahiukkaset pommittavat jatkuvasti maan ilmakehää kaikista suunnista. Heidän energiansa ylittävät selvästi ne energiat, jotka voidaan saavuttaa ihmisen tekemissä hiukkaskiihdyttimissä. Victor Hess löysi kosmiset säteet vuonna 1912, ja vaikka niitä on tutkittu laajasti melkein vuosisadan ajan, niiden alkuperää - jota usein julistetaan yhdeksi astrofysiikan keskeisistä teemoista - ei vieläkään täysin ymmärretä. Yksi tärkeä varhainen tulos H.E.S.S. Kokeen tarkoituksena oli paljastaa supernoovan räjähdysiskuaalto [1] hiukkasten voimakkaan kiihtyvyyden kohdalla
Äskettäisessä Nature-lehden julkaisussa kansainvälinen H.E.S.S. Yhteistyö kertoi gammasäteilyn löytämisestä kaasupilvikompleksista lähellä oman Linnunradan galaksin keskustaa. Nämä jättiläiset vetykaasupilvet sisältävät kaasumäärän, joka vastaa 50 miljoonaa kertaa auringon massaa. Erittäin herkän H.E.S.S. gammasäteen kaukoputkeilla, on mahdollista ensimmäistä kertaa osoittaa, että nämä pilvet hehkuvat erittäin korkeaenergisillä gammasäteillä.
Yksi avainkysymys ymmärryksessämme kosmisista säteistä on niiden jakautuminen avaruudessa. Läpäisevätkö ne koko galaktian tasaisesti vai vaihtelevatko niiden tiheys ja energian jakautuminen riippuen yhden sijainnista galaksissa (esimerkiksi kosmisten hiukkaskiihdyttimien läheisyyden vuoksi)? Kosmisten säteiden suorat mittaukset voidaan ottaa vain aurinkokuntamme sisällä, joka sijaitsee noin 25 000 valovuoden päässä galaksin keskustasta. Subterfuge antaa astrofysiikan tutkijoille kuitenkin tutkia kosmisia säteitä muualla galaksissa; kun kosminen säteilypartikkeli törmää tähtienvälisen kaasuhiukkasen kanssa, syntyy gammasäteitä.
Galaksiamme keskeinen osa on monimutkainen tähtitieteellinen eläintarha, joka sisältää esimerkkejä kaikentyyppisistä tähtitieteilijöiden tuntemista eksoottisista esineistä, kuten supernoovan räjähdysten jäännökset ja supermassiivinen musta aukko. Se sisältää myös valtavia määriä tähtienvälistä kaasua, jolla on taipumus pudota pilviin. Jos gammasäteitä havaitaan tällaisen kaasupilven suunnasta, tutkijat voivat päätellä kosmisten säteiden tiheyden pilven sijaintipaikassa. Näiden gammasäteiden voimakkuus ja energian jakautuminen heijastavat kosmisten säteiden voimakkuutta.
Pienillä energialähteillä, noin 100 miljoonaa sähkövolttia (ihmisen aiheuttamat kiihdyttimet saavuttavat jopa 1 000 000 miljoonan sähkövoltin energiat), EGRET-satelliitti on käyttänyt tätä tekniikkaa kosmisten säteiden kartoittamiseen galaksissamme. Todella korkeilla energioilla - kosmisen säteen kiihdyttimien todellinen alue - mikään instrumentti ei ole toistaiseksi ollut niin herkkä, että “näkee” tähtienväliset kaasupilvet, jotka loistavat erittäin suurienergisissa gammasäteissä. on ensimmäistä kertaa osoittanut kosmisten säteiden esiintymisen tällä galaksiamme keskialueella.
The H.E.S.S. tiedot osoittavat, että kosmisten säteiden tiheys ylittää merkittävän tekijän auringon naapuruston tiheydellä. Mielenkiintoista, että tämä ero kasvaa energian noustessa, mikä tarkoittaa, että kosmiset säteet ovat viime aikoina kiihtyneet. Joten nämä tiedot viittaavat siihen, että pilviä valaisee lähellä oleva kosmisen säteen kiihdytin, joka oli aktiivinen viimeisen kymmenen tuhannen vuoden ajan. Tällaisten kiihdyttimien ehdokkaat ovat jättimäinen tähtien räjähdys, joka ilmeisesti tapahtui lähellä galaksiamme sydäntä "viimeaikaisessa" historiassa; toinen mahdollinen kiihtyvyyspaikka on supermassiivinen musta reikä galaksin keskellä. Jim Hinton, yksi tutkimukseen osallistuneista tutkijoista, toteaa, että tämä on vasta ensimmäinen askel. Jatkamme tietenkin edelleen teleskooppiemme osoittamista galaksin keskipisteeseen ja työskentelemme ahkerasti tarkan kiihtyvyyspaikan määrittämiseksi - olen varma, että tulevaisuudessa on vielä jännittäviä löytöjä. "
High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) -tiimi koostuu tutkijoista Saksasta, Ranskasta, Yhdistyneestä kuningaskunnasta, Tšekin tasavallasta, Irlannista, Armeniasta, Etelä-Afrikasta ja Namibiasta.
Tulokset saatiin käyttämällä High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) -kaukoputkia Namibiassa, Lounais-Afrikassa. Tämä neljästä halkaisijaltaan 13 m: n teleskooppista koostuva järjestelmä on tällä hetkellä erittäin herkän gammasäteiden herkein ilmaisin. Ne imeytyvät ilmakehään, jossa ne antavat lyhytaikaisen hiukkasten suihkun. The H.E.S.S. kaukoputket havaitsevat näiden hiukkasten lähettämän heikon, lyhyen sinertävän valon välähdyksen (nimeltään Cherenkov-valo, joka kestää muutaman miljardin sekunnin sekunnin), ja keräävät valon suurilla peileillä, jotka heijastuvat erittäin herkille kameroille. Jokainen kuva antaa sijainnin taivaalla yhdellä gammasädefotonilla, ja kerätyn määrän valo antaa alkuperäisen gammasäteen energian. Kuvien rakentaminen fotoneittain fotonien avulla mahdollistaa H.E.S.S. luoda karttoja tähtitieteellisistä esineistä sellaisina kuin ne esiintyvät gammasäteissä.
The H.E.S.S. teleskooppiryhmä edustaa yli 100 tutkijan ja insinöörin muodostaman kansainvälisen ryhmän monivuotista rakennusponnistusta. Instrumentin vihki käyttöön Namibian pääministeri Theo-Ben Guirab syyskuussa 2004, ja sen ensimmäiset tiedot ovat jo johtaneet lukuisiin tärkeisiin löytöihin, muun muassa ensimmäiseen tähtitieteelliseen kuvaan supernoovan iskuaallosta korkeimmalla gammasäteenergialla.
Alkuperäinen lähde: Max Planck Society
