Гамма-зображення регіону галактичного центру, зроблене H.E.S.S. Натисніть, щоб збільшити
Астрофізики, що використовують H.E.S.S. Очікується, що ці гамма-промені з'являться в результаті ще більш енергійних частинок космічних променів, які пронизують всю нашу Галактику, врізаючись у хмари. Однак завдяки надзвичайній чутливості приладу HESS у цьому енергетичному діапазоні точні вимірювання інтенсивності та енергій цих гамма-променів далі показують, що в центральній області нашої Галактики ці частинки космічних променів, як правило, більш енергетичні, ніж вимірювані падіння на земну атмосферу. Можливі причини посилення космічних променів та вищих енергій у центрі нашої Галактики включають відлуння наднової, яка вибухнула за десять тисяч років до цього, або вибух прискорення частинок із надмасивної чорної діри в самому центрі нашої Галактики .
Гамма-промені нагадують звичайне світло або рентген, але набагато енергійніші. Видиме світло має енергію приблизно одного електронвольта (1 еВ), з точки зору фізика. Рентгенівські промені - це тисячі до мільйонів еВ. H.E.S.S. виявляє високоенергетичні фотони гамма-випромінювання з енергією мільйона мільйонів еВ, або один тераелектронвольт. Ці високоенергетичні гамма-промені є досить рідкісними; навіть для відносно сильних астрофізичних джерел лише один гамма-промінь на місяць потрапляє на квадратний метр у вершину земної атмосфери.
Частинки високої енергії з космосу постійно бомбардують атмосферу Землі з усіх боків. Їх енергія значно перевищує енергію, яку можна досягти за допомогою штучних прискорювачів частинок. Космічні промені були відкриті у 1912 році Віктором Гессом, і хоча вони були широко вивчені майже століття, їх походження - часто оголошене однією з ключових тем астрофізики - досі не повністю зрозуміло. Один важливий ранній результат роботи H.E.S.S. експеримент полягав у виявленні ударної хвилі вибуху наднової [1] як місця інтенсивного прискорення частинок
У недавній публікації журналу Nature, міжнародному H.E.S.S. співпраця повідомила про відкриття гамма-випромінювання із комплексу газових хмар поблизу центру нашої власної Галактики Чумацького Шляху. Ці гігантські хмари газоподібного водню охоплюють кількість газу, еквівалентну 50 мільйонам більше маси сонця. З високочутливим H.E.S.S. телескопи гамма-променів, можна вперше показати, що ці хмари світяться в гамма-променях дуже високої енергії.
Одним із ключових питань у нашому розумінні космічних променів є їх розподіл у просторі. Чи пронизують вони всю Галактику рівномірно, чи змінюються їх щільність і розподіл енергії залежно від місця розташування в Галактиці (наприклад, через близькість прискорювачів космічних частинок)? Безпосередні вимірювання космічних променів можна проводити лише в нашій Сонячній системі, розташованій приблизно в 25 000 світлових років від центру Галактики. Однак підмірка дозволяє астрофізикам досліджувати космічні промені в інших місцях Галактики; коли частинка космічного проміння стикається з міжзоряною частиною газу, утворюються гамма-промені.
Центральна частина нашої Галактики - це складний астрономічний зоопарк, що містить приклади всіх типів екзотичного об'єкта, відомих астрономам, таких як залишки вибухів наднової та надмасивна чорна діра. Він також містить величезні кількості міжзоряного газу, який, як правило, скупчується в хмари. Якщо гама-промені виявляються з напрямку такої газової хмари, вчені можуть визначити щільність космічних променів у місці розташування хмари. Інтенсивність та розподіл енергії цих гамма-променів відображає інтенсивність космічних променів.
При низькій енергії близько 100 мільйонів електронвольт (техногенні прискорювачі досягають енергії до 1 000 000 мільйонів електронвольт), цю техніку використовував супутник EGRET для картографування космічних променів у нашій Галактиці. На дійсно високих енергіях - справжній області прискорювачів космічних променів - жоден інструмент не був настільки чутливим, щоб «бачити» міжзоряні газові хмари, що сяють у гамма-променях дуже високої енергії. вперше продемонстрував присутність космічних променів у цій центральній області нашої Галактики.
H.E.S.S. Дані показують, що щільність космічних променів значною мірою перевищує щільність у сонячному сусідстві. Цікаво, що ця різниця збільшується в міру зростання енергії, що означає, що космічні промені були нещодавно прискорені. Отже, ці дані натякають на те, що хмари освітлюються сусіднім прискорювачем космічних променів, який діяв протягом останніх десяти тисяч років. Кандидати на такі прискорювачі - це гігантський зоряний вибух, який, мабуть, відійшов біля серця нашої Галактики в "недавній" історії; іншим можливим місцем прискорення є надмасивна чорна діра в центрі Галактики. Джим Хінтон, один із вчених, що займаються відкриттям, робить висновок: «Це лише перший крок. Ми, звичайно, продовжуємо вказувати наші телескопи в центр Галактики, і будемо працювати над тим, щоб точно визначити місце прискорення - я впевнений, що наступні захоплюючі відкриття ».
Колектив стереоскопічної системи високої енергії (H.E.S.S.) складається з вчених з Німеччини, Франції, Великобританії, Чехії, Ірландії, Вірменії, Південної Африки та Намібії.
Результати були отримані за допомогою телескопів високої енергії стереоскопічної системи (H.E.S.S.) у Намібії, на південному заході Африки. Ця система з чотирьох телескопів діаметром 13 м на даний момент є найчутливішим детектором гамма-променів дуже високої енергії. Вони поглинаються в атмосфері, де надають короткочасний зливи частинок. H.E.S.S. телескопи виявляють слабкі, короткі спалахи синюватого світла, які ці частинки випромінюють (названий Черенковим світлом, що триває кілька мільярдів секунди), збираючи світло з великими дзеркалами, які відбиваються на надзвичайно чутливих камерах. Кожне зображення дає положення на небі одного фотона гамма-випромінювання, а кількість зібраного світла дає енергію початкового гамма-променя. Створення зображень фотоном за фотоном дозволяє H.E.S.S. створити карти астрономічних об’єктів у міру їх появи в гамма-променях.
H.E.S.S. Машина телескопа являє собою багаторічні будівельні зусилля міжнародної команди з понад 100 вчених та інженерів. Цей інструмент був відкритий у вересні 2004 року прем'єр-міністром Намібії Тео-Бен Ґірабом, і його перші дані вже призвели до низки важливих відкриттів, включаючи перше астрономічне зображення ударної хвилі наднової з найвищими енергіями гамма-променів.
Оригінальне джерело: Товариство Макса Планка
