Η εικόνα ακτίνων γάμμα της γαλαξιακής κεντρικής περιοχής που λήφθηκε από τον H.E.S.S. Κάντε κλικ για μεγέθυνση
Αστροφυσικοί που χρησιμοποιούν το H.E.S.S. Αυτές οι ακτίνες γάμμα αναμένεται να προκύψουν από τα ακόμη πιο ενεργητικά σωματίδια κοσμικών ακτίνων, τα οποία διαπερνούν ολόκληρο τον Γαλαξία μας, συντρίβοντας στα σύννεφα. Ωστόσο, χάρη στην ακραία ευαισθησία του οργάνου HESS σε αυτό το ενεργειακό εύρος, ακριβείς μετρήσεις της έντασης και των ενεργειών αυτών των ακτίνων γάμμα δείχνουν περαιτέρω ότι στην κεντρική περιοχή του Γαλαξία μας αυτά τα σωματίδια κοσμικών ακτίνων είναι συνήθως πιο ενεργητικά από αυτά που μετριούνται πτώση στην ατμόσφαιρα της Γης. Πιθανοί λόγοι για τους οποίους οι κοσμικές ακτίνες ενισχύονται και οι υψηλότερες ενέργειες στην καρδιά του Γαλαξία μας περιλαμβάνουν την ηχώ ενός σουπερνόβα που εξερράγη περίπου δέκα χιλιάδες χρόνια πριν ή μια έκρηξη σωματιδιακής επιτάχυνσης από την εξαιρετικά τεράστια μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας .
Οι ακτίνες γάμμα μοιάζουν με κανονικό φως ή ακτίνες Χ, αλλά είναι πολύ πιο ενεργητικές. Το ορατό φως έχει μια ενέργεια περίπου ενός ηλεκτρονικού βολτ (1 eV), από φυσική άποψη. Οι ακτίνες Χ είναι χιλιάδες έως εκατομμύρια eV. Η.Σ.Σ. ανιχνεύει πολύ υψηλής ενέργειας ακτίνες γάμμα ακτίνων με ενέργεια ενός εκατομμυρίου εκατομμυρίων eVs, ή ένα teraelectronvolt. Αυτές οι ακτίνες γάμμα υψηλής ενέργειας είναι αρκετά σπάνιες. Ακόμα και για σχετικά ισχυρές αστροφυσικές πηγές, μόνο μια ακτίνα γάμμα ανά μήνα χτυπά ένα τετραγωνικό μέτρο στην κορυφή της ατμόσφαιρας της Γης.
Σωματίδια υψηλής ενέργειας από το διάστημα βομβαρδίζουν συνεχώς την ατμόσφαιρα της Γης από όλες τις κατευθύνσεις. Οι ενέργειές τους υπερβαίνουν, μακράν, αυτές που μπορούν να επιτευχθούν χρησιμοποιώντας τεχνητούς επιταχυντές σωματιδίων. Οι κοσμικές ακτίνες ανακαλύφθηκαν το 1912 από τον Βίκτωρ Έσση, και ενώ έχουν μελετηθεί εκτενώς για σχεδόν έναν αιώνα, η προέλευσή τους - συχνά δηλώνεται ως ένα από τα βασικά θέματα της αστροφυσικής - δεν είναι ακόμη πλήρως κατανοητή. Ένα σημαντικό πρώιμο αποτέλεσμα του H.E.S.S. Το πείραμα ήταν να αποκαλυφθεί ένα κρουστικό κύμα έκρηξης σουπερνόβα ως τοποθεσία έντονης επιτάχυνσης σωματιδίων
Σε πρόσφατη έκδοση στο περιοδικό Nature, το διεθνές H.E.S.S. Η συνεργασία ανέφερε την ανακάλυψη εκπομπών ακτίνων γάμμα από ένα σύμπλεγμα νεφών αερίου κοντά στο κέντρο του γαλαξία μας. Αυτά τα γιγαντιαία σύννεφα αερίου υδρογόνου περιλαμβάνουν ποσότητα αερίου ισοδύναμη με 50 εκατομμύρια φορές τη μάζα του ήλιου. Με το πολύ ευαίσθητο H.E.S.S. τηλεσκόπια ακτίνων γάμμα, είναι δυνατό για πρώτη φορά να δείξουμε ότι αυτά τα σύννεφα λάμπουν σε ακτίνες γάμμα πολύ υψηλής ενέργειας.
Ένα βασικό ζήτημα για την κατανόηση των κοσμικών ακτίνων είναι η κατανομή τους στο διάστημα. Διαπερνούν ολόκληρο τον Γαλαξία ομοιόμορφα ή η πυκνότητα και η κατανομή τους στην ενέργεια ποικίλλουν ανάλογα με την τοποθεσία κάποιου στον Γαλαξία (για παράδειγμα, λόγω της εγγύτητας των κοσμικών επιταχυντών σωματιδίων); Οι άμεσες μετρήσεις των κοσμικών ακτίνων μπορούν να ληφθούν μόνο στο ηλιακό μας σύστημα, που βρίσκεται περίπου 25.000 έτη φωτός από το κέντρο του Γαλαξία. Ωστόσο, το subterfuge επιτρέπει στους αστροφυσικούς να διερευνήσουν κοσμικές ακτίνες αλλού στον Γαλαξία. όταν ένα σωματίδιο κοσμικής ακτίνας συγκρούεται με ένα διαστρικό σωματίδιο αερίου, παράγονται ακτίνες γάμμα.
Το κεντρικό τμήμα του γαλαξία μας είναι ένας σύνθετος αστρονομικός ζωολογικός κήπος, που περιέχει παραδείγματα κάθε είδους εξωτικού αντικειμένου γνωστό στους αστρονόμους, όπως τα απομεινάρια εκρήξεων σουπερνόβα και μια υπερ-τεράστια μαύρη τρύπα. Περιέχει επίσης τεράστιες ποσότητες διαστρικού αερίου, το οποίο τείνει να συσσωρεύεται σε σύννεφα. Εάν εντοπιστούν ακτίνες γάμμα από την κατεύθυνση ενός τέτοιου νέφους αερίων, οι επιστήμονες μπορούν να συμπεράνουν την πυκνότητα των κοσμικών ακτίνων στη θέση του νέφους. Η ένταση και η κατανομή στην ενέργεια αυτών των ακτίνων γάμμα αντικατοπτρίζει εκείνη των κοσμικών ακτίνων.
Σε χαμηλές ενέργειες, περίπου 100 εκατομμύρια ηλεκτρονικά βολτ (τεχνητές επιταχυντές φτάνουν ενέργειες έως και 1.000.000 εκατομμύρια ηλεκτρόνια), αυτή η τεχνική έχει χρησιμοποιηθεί από τον δορυφόρο EGRET για να χαρτογραφήσει κοσμικές ακτίνες στο Γαλαξία μας. Σε πραγματικά υψηλές ενέργειες - τον πραγματικό τομέα των επιταχυντών κοσμικών ακτίνων - κανένα όργανο δεν ήταν τόσο ευαίσθητο μέχρι στιγμής ώστε να "βλέπει" τα διαστρικά σύννεφα αερίων να λάμπουν σε ακτίνες γάμμα πολύ υψηλής ενέργειας. έχει δείξει για πρώτη φορά την παρουσία κοσμικών ακτίνων σε αυτήν την κεντρική περιοχή του Γαλαξία μας.
Το H.E.S.S. Τα δεδομένα δείχνουν ότι η πυκνότητα των κοσμικών ακτίνων υπερβαίνει αυτήν της ηλιακής γειτονιάς από σημαντικό παράγοντα. Είναι ενδιαφέρον ότι αυτή η διαφορά αυξάνεται καθώς ανεβαίνουμε στην ενέργεια, πράγμα που σημαίνει ότι οι κοσμικές ακτίνες έχουν επιταχυνθεί πρόσφατα. Έτσι, αυτά τα δεδομένα υποδηλώνουν ότι τα σύννεφα φωτίζονται από έναν κοντινό επιταχυντή κοσμικών ακτίνων, ο οποίος ήταν ενεργός τα τελευταία δέκα χιλιάδες χρόνια. Οι υποψήφιοι για αυτούς τους επιταχυντές είναι μια τεράστια αστρική έκρηξη που προφανώς έπεσε κοντά στην καρδιά του Γαλαξία μας στην «πρόσφατη» ιστορία. Ένας άλλος πιθανός ιστότοπος επιτάχυνσης είναι η υπερ-τεράστια μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία. Ο Jim Hinton, ένας από τους επιστήμονες που εμπλέκονται στην ανακάλυψη, καταλήγει στο συμπέρασμα: «Αυτό είναι μόνο το πρώτο βήμα. Φυσικά συνεχίζουμε να δείχνουμε τα τηλεσκόπια μας στο κέντρο του Γαλαξία και θα εργαστούμε σκληρά για να εντοπίσουμε τον ακριβή ιστότοπο επιτάχυνσης - είμαι βέβαιος ότι θα υπάρξουν περαιτέρω συναρπαστικές ανακαλύψεις. "
Η ομάδα Υψηλής Ενέργειας Στερεοσκοπικού Συστήματος (H.E.S.S.) αποτελείται από επιστήμονες από τη Γερμανία, τη Γαλλία, το Ηνωμένο Βασίλειο, την Τσεχική Δημοκρατία, την Ιρλανδία, την Αρμενία, τη Νότια Αφρική και τη Ναμίμπια.
Τα αποτελέσματα ελήφθησαν με τηλεσκόπια Υψηλής Ενέργειας Στερεοσκοπικού Συστήματος (H.E.S.S.) στη Ναμίμπια, στη νοτιοδυτική Αφρική. Αυτό το σύστημα τεσσάρων τηλεσκοπίων διαμέτρου 13 μέτρων είναι επί του παρόντος ο πιο ευαίσθητος ανιχνευτής ακτίνων γάμμα πολύ υψηλής ενέργειας. Αυτά απορροφώνται στην ατμόσφαιρα, όπου δίνουν ένα βραχύβιο ντους σωματιδίων. Το H.E.S.S. Τα τηλεσκόπια ανιχνεύουν την αχνή, σύντομη αναλαμπή του γαλάζιου φωτός που εκπέμπουν αυτά τα σωματίδια (ονομάζεται φως Cherenkov, διαρκεί μερικά δισεκατομμυρίων του δευτερολέπτου), συλλέγοντας το φως με μεγάλους καθρέφτες που αντανακλούν σε εξαιρετικά ευαίσθητες κάμερες. Κάθε εικόνα δίνει τη θέση στον ουρανό ενός φωτονίου ακτίνων γάμμα και η ποσότητα του φωτός που συλλέγεται δίνει την ενέργεια της αρχικής ακτίνας γάμμα. Η δημιουργία των εικόνων φωτον-από-φωτον επιτρέπει στο H.E.S.S. για να δημιουργήσετε χάρτες αστρονομικών αντικειμένων όπως εμφανίζονται σε ακτίνες γάμμα.
Το H.E.S.S. η σειρά τηλεσκοπίων αντιπροσωπεύει μια πολυετή κατασκευαστική προσπάθεια από μια διεθνή ομάδα περισσότερων από 100 επιστημόνων και μηχανικών. 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: Max Planck Society
