W numerze Science Magazine z 25 marca 2005 r. Zespół międzynarodowych astrofizyków High Energy Stereoscopic System (HESS), w tym astronomowie z Wielkiej Brytanii z University of Durham, donosi o wynikach pierwszego wrażliwego badania centralnej części naszej galaktyki w bardzo wysokiej energii (VHE) promienie gamma. Wśród odkrytych nowych obiektów znajdują się dwa „ciemne akceleratory” - tajemnicze obiekty, które emitują cząstki energetyczne, ale najwyraźniej nie mają odpowiednika optycznego ani rentgenowskiego.
Badanie ujawnia w sumie osiem nowych źródeł promieniowania gamma VHE w dysku naszej Galaktyki, zasadniczo podwajając liczbę znaną z tych energii. Wyniki zepchnęły astronomię do nieznanej wcześniej dziedziny, poszerzając naszą wiedzę o Drodze Mlecznej w nowym reżimie długości fali, otwierając w ten sposób nowe okno na naszą galaktykę.
Promienie gamma są wytwarzane w ekstremalnych kosmicznych akceleratorach cząstek, takich jak wybuchy supernowych, i zapewniają unikalny widok procesów wysokoenergetycznych zachodzących w Drodze Mlecznej. Astronomia promieniowania gamma VHE to wciąż młoda dziedzina, a H.E.S.S. przeprowadza pierwszą wrażliwą ankietę w tym zakresie energii, znajdując nieznane wcześniej źródła.
Szczególnie oszałamiające jest to, że dwa z tych nowych źródeł odkryte przez H.E.S.S. nie mają oczywistych odpowiedników w bardziej konwencjonalnych pasmach fal, takich jak astronomia optyczna i rentgenowska. Odkrycie promieniowania gamma VHE z takich źródeł sugeruje, że mogą one być „ciemnymi akceleratorami”, jak twierdzi Stefan Funk z Max-Planck Institut w Heidelbergu: „Wydaje się, że obiekty te emitują promieniowanie tylko w najwyższych zakresach energii. Mieliśmy nadzieję, że dzięki nowemu instrumentowi, jak H.E.S.S. wykrywalibyśmy nowe źródła, ale sukces, który osiągnęliśmy, przekracza wszelkie nasze oczekiwania. ”
Dr Paula Chadwick z University of Durham dodaje: „Wiele nowych obiektów wydaje się być znanymi kategoriami źródeł, takimi jak pozostałości po supernowych i mgławice pulsarowe. Dane dotyczące tych obiektów pomogą nam bardziej szczegółowo zrozumieć przyspieszenie cząstek w naszej galaktyce; ale znalezienie tych „ciemnych akceleratorów” było niespodzianką. Bez odpowiednika na innych długościach fal są one w tej chwili całkowitą tajemnicą. ”
Uważa się, że kosmiczne akceleratory cząstek przyspieszają naładowane cząstki, takie jak elektrony i jony, działając na te cząstki silnymi falami uderzeniowymi. Wysokoenergetyczne promienie gamma są wtórnymi produktami kosmicznych akceleratorów i są łatwiejsze do wykrycia, ponieważ przemieszczają się w linii prostej od źródła, w przeciwieństwie do naładowanych cząstek, które są odchylane przez pola magnetyczne. Akceleratory kosmiczne są zwykle widoczne przy innych długościach fal, a także promieniach gamma VHE.
The H.E.S.S. macierz idealnie nadaje się do znajdowania tych nowych obiektów promieniowania gamma VHE, ponieważ oprócz badania obiektów widzianych przy innych długościach fali, które mają być źródłami bardzo wysokoenergetycznych promieni gamma, jego szerokie pole widzenia (dziesięciokrotnie większa od średnicy Księżyca) oznacza że może badać niebo i odkrywać nieznane wcześniej źródła.
Innym ważnym odkryciem jest to, że nowe źródła pojawiają się z typowym rozmiarem rzędu jednej dziesiątej stopnia; H.E.S.S. instrument po raz pierwszy zapewnia wystarczającą rozdzielczość i czułość, aby zobaczyć takie struktury. Ponieważ obiekty gromadzą się w ułamku stopnia od płaszczyzny naszej Galaktyki, najprawdopodobniej znajdują się w znacznej odległości - kilka tysięcy lat świetlnych od Słońca - co oznacza, że te kosmiczne akceleratory cząstek rozciągają się na rozmiar lat świetlnych.
Wyniki uzyskano przy użyciu teleskopów High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) w Namibii w południowo-zachodniej Afryce. Ten system czterech teleskopów o średnicy 13 m jest obecnie najbardziej czułym detektorem promieniowania gamma VHE, promieniującym milion milionów razy bardziej energetycznym niż światło widzialne. Te wysokoenergetyczne promienie gamma są dość rzadkie - nawet w przypadku stosunkowo silnych źródeł, tylko około jeden promień gamma miesięcznie uderza w metr kwadratowy w górnej części ziemskiej atmosfery. Ponadto, ponieważ są one absorbowane w atmosferze, bezpośrednie wykrycie znacznej liczby rzadkich promieni gamma wymagałoby satelity o ogromnych rozmiarach. The H.E.S.S. teleskopy wykorzystują sztuczkę - wykorzystują atmosferę jako medium detekcyjne. Kiedy promienie gamma są absorbowane w powietrzu, emitują krótkie błyski niebieskiego światła, zwane światłem Czerenkowa, trwające kilka miliardowych części sekundy. To światło jest zbierane przez H.E.S.S. teleskopy z dużymi zwierciadłami i niezwykle czułymi kamerami i mogą być używane do tworzenia obrazów obiektów astronomicznych pojawiających się w promieniach gamma.
The H.E.S.S. Teleskopy stanowią kilkuletni wysiłek budowlany międzynarodowego zespołu ponad 100 naukowców i inżynierów z Niemiec, Francji, Wielkiej Brytanii, Irlandii, Czech, Armenii, Południowej Afryki i kraju-gospodarza Namibii. Instrument został zainaugurowany we wrześniu 2004 r. Przez premiera Namibii, Theo-Ben Guiraba, a jego pierwsze dane zaowocowały już wieloma ważnymi odkryciami, w tym pierwszym astronomicznym obrazem fali uderzeniowej supernowej przy najwyższych energiach promieniowania gamma.
Oryginalne źródło: PPARC News Release
