Враження художника про випромінювання та поглинання позагалактичного фонового світла. Натисніть, щоб збільшити
Всесвіт наповнений розсіяним сяйвом випромінювання, що надходить від усіх зірок і галактик. Цей космічний туман насправді важко виявити, оскільки у нас поблизу набагато яскравіші предмети, які можуть вимити його; як, наприклад, як міські вогні затемнюють зорі вночі. Один із способів вимірювання цього випромінювання - це використання випромінювання квазарів, які надзвичайно яскраві та далекі. Високоенергетичне випромінювання квазарів втрачає енергію, проходячи через це фонове випромінювання, і це можна виміряти.
Весь космос мерехтить космічне фонове світло. Зірки, галактики - всілякі джерела - сприяють цьому; насправді світло - це їх залишки. Тепер астрофізики виявили, що це світло навряд чи такий інтенсивний, як хтось здогадувався. Дослідники використали два віддалені квазари як «зонди» і записали їх гамма-спектри за допомогою H.E.S.S. телескопи в Намібії. Ці спектри виявилися лише трохи почервонілими; фонове світло, здавалося, лише злегка приглушує випромінювання квазарів. Ці спостереження не лише проливають світло на фоновому світлі, але й на такі великі теми, як народження та розвиток галактик (Природа, 20 квітня 2006 р.).
Зірки, галактики, квазари та багато інших об’єктів сприяють туману випромінювання у Всесвіті. Він пронизує весь міжгалактичний простір; всі ці об'єкти випромінюють саме «залишкове» світло. Екстрагалактичний фоновий промінь - EBL - охоплює епохи, які мають зоряну активність, від часу створення перших зірок до сьогодення. Вчені вже давно намагаються виміряти цей викид. Однак зробити це безпосередньо непросто і вкрай неточно, оскільки атмосфера Землі, Сонячна система та Чумацький Шлях посилають випромінювання, яке перешкоджає спостереженню за слабким EBL.
Одним із способів виходу з цієї проблеми є спостереження за квазарами - заводами космічної енергії, які мають величезну чорну діру посередині. Ці «гравітаційні пастки» проковтують газ навколо себе і викидають частину його назад у вигляді плазми, прискорюючись майже до швидкості світла. Це випромінювання, пов'язане з протонами, електронами та електромагнітними хвилями. Часто він може бути в сотні разів ширшим, ніж його материнська галактика. Якщо цей «квазаровий спрей» спрямовується в напрямку Землі, випромінювання може виявитися досить сильним - астрономи називають це «блазаром».
Два об'єкти, які H.E.S.S. дослідники спостерігали обох блазарів. Як використовувати їх як зонди? Вони посилають дуже енергійні частинки гамма-світла, які втрачають силу на шляху до Землі, коли потрапляють у фотони EBL. Це призводить до того, що початковий блазарний гамма-спектр почервоніє - як коли Сонце в сутінках наближається до горизонту, і атмосфера Землі розсіює більше синьої частини сонячного світла, ніж червоного. Чим густіша атмосфера, тим червоніше сонце. Почервоніння залежить від товщини середовища. Цей факт є ключовим для дослідження складу EBL.
Луїджі Костаманте з Інституту ядерної фізики Макса Планка в Гейдельберзі говорить, що "головна проблема полягає в тому, що розподіл енергії в квазарах може приймати різні форми. До сих пір ми не могли сказати, чи виглядає будь-який спостережуваний спектр червоним, оскільки він справді мав сильне почервоніння, чи це було саме так з самого початку ».
Ця проблема була вирішена завдяки гамма-спектрам двох квазарів - H 2356-309 та 1ES 1101-232. Ці об'єкти віддалені від будь-яких джерел, які спостерігалися дотепер. Чутливість H.E.S.S. телескоп дав можливість їх дослідити. Виявляється, інтенсивність EBL недостатньо сильна, щоб почервоніти квазарне світло; спектри занадто сині і містять занадто багато гамма-випромінювань вищої енергії.
H.E.S.S. Дані дозволили вченим отримати максимальну інтенсивність розсіяного світла. Він знаходиться біля найнижчої межі, що виникає внаслідок суми світла одиничних галактик, видимих в оптичному телескопі. Це відповідає на питання, яке протягом багатьох років спантеличує астрономів: чи розсіяне світло, створене насамперед випромінюванням від перших зірок? H.E.S.S. Результати, схоже, усувають таку можливість. Також мало місця для внесків з інших джерел, наприклад, звичайних галактик. Більш уважний погляд на міжгалактичний простір дає нові перспективи дослідження гамма-променів поза нашою власною галактикою.
Оригінальне джерело: Товариство Макса Планка
