Gama-obraz galaktického stredného regiónu, ktorý urobil H. E. S. S. klikni na zväčšenie
Astrofyzici používajúci H.E.S.S. Očakáva sa, že tieto lúče gama budú výsledkom ešte energickejších častíc kozmického žiarenia, ktoré prenikajú do našej Galaxie a narazia do mrakov. Avšak vďaka extrémnej citlivosti prístroja HESS v tomto energetickom rozsahu presné merania intenzity a energie týchto lúčov gama ďalej ukazujú, že tieto častice kozmického žiarenia sú zvyčajne v centrálnej oblasti našej galaxie energeticky účinnejšie ako tie, ktoré sa merajú do zemskej atmosféry. Medzi možné dôvody, prečo sú kozmické lúče v srdci našej Galaxie vylepšené a ktorých energie sú vyššie, patria napríklad ozvena supernovy, ktorá explodovala asi desať tisíc rokov vopred, alebo výbuch zrýchlenia častíc z obrovskej čiernej diery v samom strede našej galaxie. ,
Gama lúče sa podobajú bežnému svetlu alebo röntgenovým lúčom, ale sú oveľa energickejšie. Viditeľné svetlo má z fyzikálneho hľadiska asi 1 elektrónvolt (1 eV). Röntgenové lúče sú tisíce až milióny eV. H.E.S.S. detekuje fotóny gama žiarenia s vysokou energiou s energiou milióna miliónov eV alebo jedným teraelektronvoltom. Tieto vysoko energetické lúče gama sú pomerne zriedkavé; Aj pri relatívne silných astrofyzikálnych zdrojoch zasiahne jeden meter gama mesačne jeden meter štvorcový v hornej časti zemskej atmosféry.
Vysokoenergetické častice z vesmíru neustále bombardujú zemskú atmosféru zo všetkých smerov. Ich energia zďaleka prevyšuje tie energie, ktoré sa dajú dosiahnuť pomocou umelých urýchľovačov častíc. Kozmické lúče objavil v roku 1912 Victor Hess, a hoci boli intenzívne študované takmer storočie, ich pôvod - často deklarovaný ako jedna z kľúčových tém astrofyziky - stále nie je úplne pochopený. Jeden dôležitý skorý výsledok H.E.S.S. Experimentom bolo odhaliť výbuchovú rázovú vlnu supernovy [1] ako miesto intenzívneho zrýchlenia častíc
V nedávnej publikácii v časopise Nature medzinárodný časopis H.E.S.S. Spolupráca oznámila objav gama žiarenia z komplexu oblakov plynu v blízkosti centra našej Galaxie Mliečna dráha. Tieto obrovské oblaky plynného vodíka obsahujú množstvo plynu rovnajúce sa 50 miliónom násobku hmotnosti Slnka. S vysoko citlivou H.E.S.S. gama lúčmi, je možné prvýkrát ukázať, že tieto oblaky žiaria vo vysokoenergetických gama lúčoch.
Jedným z kľúčových problémov nášho chápania kozmického žiarenia je ich šírenie v priestore. Prenikajú jednotne celou galaxiou, alebo sa ich hustota a distribúcia energie líšia v závislosti od polohy v galaxii (napríklad kvôli blízkosti urýchľovačov kozmických častíc)? Priame merania kozmického žiarenia sa môžu vykonávať iba v našej slnečnej sústave, ktorá sa nachádza asi 25 000 svetelných rokov od centra galaxie. Subfúga však umožňuje astrofyzikom skúmať kozmické lúče kdekoľvek inde v Galaxii; keď sa častica kozmického žiarenia zrazí s medzihviezdnou časticou plynu, vytvorí sa lúč gama.
Ústrednou časťou našej galaxie je komplexná astronomická zoologická záhrada, ktorá obsahuje príklady všetkých druhov exotických objektov známych astronómom, ako sú pozostatky výbuchov supernovy a superhmotná čierna diera. Obsahuje tiež obrovské množstvo medzihviezdneho plynu, ktorý má tendenciu zhlukovať sa do oblakov. Ak sú gama lúče zistené zo smeru takéhoto plynového oblaku, vedci môžu odvodiť hustotu kozmického žiarenia v mieste oblaku. Intenzita a distribúcia energie týchto gama lúčov odráža intenzitu a distribúciu kozmického žiarenia.
Pri nízkej energii, okolo 100 miliónov elektróntov (umelo vyrobené urýchľovače dosahujú energie až do 1 000 000 miliónov elektrónvoltov), túto techniku použil satelit EGRET na mapovanie kozmického žiarenia v našej galaxii. Pri skutočne vysokých energiách - skutočnej doméne urýchľovačov kozmického žiarenia - nebol žiadny nástroj natoľko citlivý, aby „videl“ medzihviezdne oblaky plynu žiariace vo vysokoenergetických gama lúčoch. prvýkrát preukázala prítomnosť kozmického žiarenia v tejto centrálnej oblasti našej Galaxie.
H.E.S.S. údaje ukazujú, že hustota kozmického žiarenia významne presahuje hustotu v slnečnom prostredí. Je zaujímavé, že tento rozdiel sa zvyšuje, keď stúpame v energii, čo znamená, že kozmické lúče boli nedávno zrýchlené. Tieto údaje teda naznačujú, že mraky sú osvetlené blízkym urýchľovačom kozmického žiarenia, ktorý bol aktívny posledných desať tisíc rokov. Kandidáti na takéto urýchľovače sú gigantická hviezdna explózia, ktorá zrejme odišla blízko srdca našej Galaxie v „nedávnej“ histórii; ďalším možným miestom zrýchlenia je superhmotná čierna diera v strede galaxie. Jim Hinton, jeden z vedcov zapojených do objavu, uzatvára „Toto je iba prvý krok. Samozrejme pokračujeme v nasmerovaní našich ďalekohľadov na stred galaxie a budeme tvrdo pracovať na presnom určení miesta zrýchlenia - som si istý, že prídu ďalšie zaujímavé objavy. “
Tím vysokoenergetického stereoskopického systému (H.E.S.S.) pozostáva z vedcov z Nemecka, Francúzska, Veľkej Británie, Českej republiky, Írska, Arménska, Južnej Afriky a Namíbie.
Výsledky sa získali pomocou dalekohľadov s vysokým energetickým stereoskopickým systémom (H.E.S.S.) v Namíbii v juhozápadnej Afrike. Tento systém štyroch ďalekohľadov s priemerom 13 m je v súčasnosti najcitlivejším detektorom gama lúčov s veľmi vysokou energiou. Tieto sú absorbované v atmosfére, kde dávajú krátkodobú sprchu častíc. H.E.S.S. ďalekohľady detekujú slabé krátke záblesky namodralého svetla, ktoré tieto častice vyžarujú (pomenované Cherenkovovo svetlo, trvajúce niekoľko miliárd sekúnd za sekundu), pričom zbierajú svetlo veľkými zrkadlami, ktoré sa odrážajú na mimoriadne citlivých kamerách. Každý obrázok udáva polohu jedného neba gama lúča na oblohe a množstvo zozbieraného svetla dáva energiu počiatočného gama lúča. Vytváranie obrázkov fotón po fotóne umožňuje H. E. S. S. vytvárať mapy astronomických objektov, ktoré sa objavujú v lúčoch gama.
H.E.S.S. teleskopické pole predstavuje viacročné konštrukčné úsilie medzinárodného tímu viac ako 100 vedcov a technikov. Tento nástroj bol slávnostne otvorený v septembri 2004 namíbijským premiérom Theo-Ben Guirabom a jeho prvé údaje už viedli k mnohým dôležitým objavom vrátane prvého astronomického obrazu šokovej vlny supernovy pri najvyšších gama žiareniach.
Pôvodný zdroj: Max Planck Society
