Στο τεύχος του περιοδικού Science Magazine της 25ης Μαρτίου 2005, η ομάδα των υψηλών ενεργειακών στερεοσκοπικών συστημάτων (HESS) διεθνών αστροφυσικών, συμπεριλαμβανομένων των αστρονόμων του Ηνωμένου Βασιλείου από το Πανεπιστήμιο του Durham, αναφέρει τα αποτελέσματα μιας πρώτης ευαίσθητης έρευνας του κεντρικού τμήματος του γαλαξία μας σε πολύ υψηλή ενέργεια (VHE) ακτίνες γάμμα. Μεταξύ των νέων αντικειμένων που ανακαλύφθηκαν περιλαμβάνονται δύο «σκοτεινοί επιταχυντές» - μυστηριώδη αντικείμενα που εκπέμπουν ενεργητικά σωματίδια, αλλά προφανώς δεν έχουν αντίστοιχο οπτικό ή ακτινογραφία.
Αυτή η έρευνα αποκαλύπτει συνολικά οκτώ νέες πηγές ακτίνων γάμμα VHE στο δίσκο του γαλαξία μας, ουσιαστικά διπλασιάζοντας τον αριθμό που είναι γνωστός σε αυτές τις ενέργειες. Τα αποτελέσματα έχουν ωθήσει την αστρονομία σε έναν προηγουμένως άγνωστο τομέα, επεκτείνοντας τις γνώσεις μας για τον Γαλαξία σε ένα νέο καθεστώς μήκους κύματος ανοίγοντας έτσι ένα νέο παράθυρο στον γαλαξία μας.
Οι ακτίνες γάμμα παράγονται σε ακραίους κοσμικούς επιταχυντές σωματιδίων, όπως εκρήξεις σουπερνόβα και παρέχουν μια μοναδική εικόνα των διεργασιών υψηλής ενέργειας στην εργασία στον Γαλαξία. Η αστρονομία ακτίνων γάμμα VHE εξακολουθεί να είναι νέος τομέας και το H.E.S.S. διεξάγει την πρώτη ευαίσθητη έρευνα σε αυτό το ενεργειακό εύρος, εντοπίζοντας προηγουμένως άγνωστες πηγές.
Ιδιαίτερα εκπληκτικό είναι ότι δύο από αυτές τις νέες πηγές που ανακαλύφθηκαν από τον H.E.S.S. δεν έχουν προφανή αντίστοιχα σε πιο συμβατικές ζώνες μήκους κύματος όπως οπτική και αστρονομία ακτίνων Χ. Η ανακάλυψη των ακτίνων γάμμα VHE από τέτοιες πηγές υποδηλώνει ότι μπορεί να είναι «σκοτεινοί επιταχυντές», όπως επιβεβαιώνει ο Stefan Funk από το Max-Planck Institut στη Χαϊδελβέργη: «Αυτά τα αντικείμενα φαίνεται να εκπέμπουν μόνο ακτινοβολία στις ζώνες με την υψηλότερη ενέργεια. Το ελπίζαμε με ένα νέο όργανο όπως το H.E.S.S. θα εντοπίζαμε κάποιες νέες πηγές, αλλά η επιτυχία που έχουμε τώρα υπερβαίνει όλες τις προσδοκίες μας. "
Η Δρ Paula Chadwick του Πανεπιστημίου του Ντάρχαμ προσθέτει «Πολλά από τα νέα αντικείμενα φαίνεται να είναι γνωστές κατηγορίες πηγών, όπως υπολείμματα σουπερνόβα και νεφελώματα πάλσαρ. Τα δεδομένα για αυτά τα αντικείμενα θα μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε με μεγαλύτερη λεπτομέρεια την επιτάχυνση σωματιδίων στον γαλαξία μας. αλλά η εύρεση αυτών των «σκοτεινών επιταχυντών» ήταν μια έκπληξη. Χωρίς αντίστοιχο σε άλλα μήκη κύματος, είναι προς το παρόν ένα πλήρες μυστήριο. "
Οι κοσμικοί επιταχυντές σωματιδίων πιστεύεται ότι επιταχύνουν φορτισμένα σωματίδια, όπως ηλεκτρόνια και ιόντα, ενεργώντας σε αυτά τα σωματίδια με ισχυρά κύματα σοκ. Οι ακτίνες γάμμα υψηλής ενέργειας είναι δευτερεύοντα προϊόντα των κοσμικών επιταχυντών και είναι πιο εύκολο να εντοπιστούν επειδή ταξιδεύουν σε ευθείες γραμμές από την πηγή, σε αντίθεση με τα φορτισμένα σωματίδια που εκτρέπονται από μαγνητικά πεδία. Οι κοσμικοί επιταχυντές είναι συνήθως ορατοί σε άλλα μήκη κύματος καθώς και στις ακτίνες γάμμα VHE.
Το H.E.S.S. Ο πίνακας είναι ιδανικός για την εύρεση αυτών των νέων αντικειμένων ακτίνων γάμμα VHE, επειδή καθώς και η μελέτη αντικειμένων που φαίνονται σε άλλα μήκη κύματος που αναμένεται να είναι πηγές ακτίνων γάμμα πολύ υψηλής ενέργειας, το ευρύ οπτικό πεδίο (δέκα φορές τη διάμετρο της Σελήνης) σημαίνει ότι μπορεί να ερευνήσει τον ουρανό και να ανακαλύψει προηγούμενες άγνωστες πηγές.
Μια άλλη σημαντική ανακάλυψη είναι ότι οι νέες πηγές εμφανίζονται με ένα τυπικό μέγεθος της τάξης του δέκατου του βαθμού. το H.E.S.S. Το όργανο για πρώτη φορά παρέχει επαρκή ανάλυση και ευαισθησία για να δείτε τέτοιες δομές. Δεδομένου ότι τα αντικείμενα συσσωρεύονται σε ένα κλάσμα ενός βαθμού από το επίπεδο του Γαλαξία μας, πιθανότατα βρίσκονται σε σημαντική απόσταση - αρκετά 1000 έτη φωτός από τον ήλιο - πράγμα που σημαίνει ότι αυτοί οι κοσμικοί επιταχυντές σωματιδίων εκτείνονται σε μέγεθος φωτός ετών.
Τα αποτελέσματα λήφθηκαν χρησιμοποιώντας τηλεσκόπια Υψηλής Ενέργειας Στερεοσκοπικού Συστήματος (H.E.S.S.) στη Ναμίμπια, στη Νοτιοδυτική Αφρική. Αυτό το σύστημα τεσσάρων τηλεσκοπίων διαμέτρου 13 μέτρων είναι σήμερα ο πιο ευαίσθητος ανιχνευτής των ακτίνων γάμμα VHE, ακτινοβολία ένα εκατομμύριο φορές πιο ενεργητική από το ορατό φως. Αυτές οι ακτίνες γάμμα υψηλής ενέργειας είναι αρκετά σπάνιες - ακόμη και για σχετικά ισχυρές πηγές, μόνο μια ακτίνα γάμμα ανά μήνα χτυπά ένα τετραγωνικό μέτρο στην κορυφή της ατμόσφαιρας της γης. Επίσης, δεδομένου ότι απορροφώνται στην ατμόσφαιρα, η άμεση ανίχνευση σημαντικού αριθμού των σπάνιων ακτίνων γάμμα θα απαιτούσε δορυφόρο μεγάλου μεγέθους. Το H.E.S.S. Τα τηλεσκόπια χρησιμοποιούν ένα τέχνασμα - χρησιμοποιούν την ατμόσφαιρα ως μέσο ανίχνευσης. Όταν οι ακτίνες γάμμα απορροφώνται στον αέρα, εκπέμπουν σύντομες αναλαμπές μπλε φωτός, που ονομάζεται φως Cherenkov, διάρκειας μερικών δισεκατομμυρίων του δευτερολέπτου. Αυτό το φως συλλέγεται από το H.E.S.S. τηλεσκόπια με μεγάλους καθρέφτες και εξαιρετικά ευαίσθητες κάμερες και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία εικόνων αστρονομικών αντικειμένων όπως εμφανίζονται σε ακτίνες γάμμα.
Το H.E.S.S. Τα τηλεσκόπια αντιπροσωπεύουν πολλά χρόνια κατασκευαστικής προσπάθειας από μια διεθνή ομάδα περισσότερων από 100 επιστημόνων και μηχανικών από τη Γερμανία, τη Γαλλία, το Ηνωμένο Βασίλειο, την Ιρλανδία, την Τσεχική Δημοκρατία, την Αρμενία, τη Νότια Αφρική και τη χώρα υποδοχής Ναμίμπια. Το όργανο εγκαινιάστηκε τον Σεπτέμβριο του 2004 από τον πρωθυπουργό της Ναμίμπια, Theo-Ben Guirab, και τα πρώτα δεδομένα του έχουν ήδη οδηγήσει σε μια σειρά σημαντικών ανακαλύψεων, συμπεριλαμβανομένης της πρώτης αστρονομικής εικόνας ενός κύματος σοκ σουπερνόβα στις υψηλότερες ενέργειες ακτίνων γάμμα.
Αρχική πηγή: Δελτίο Τύπου PPARC
