Umělecův dojem na emisi a absorpci světla extragalaktického pozadí. Klikni pro zvětšení
Vesmír je naplněn rozptýleným zářením ze všech hvězd a galaxií. Tato kosmická mlha je ve skutečnosti těžko detekovatelná, protože v okolí máme mnohem jasnější předměty, které ji umývají; jako když městská světla zakrývají hvězdy v noci. Jedním způsobem, jak změřit toto záření, je použití záření z kvasarů, které jsou extrémně jasné a vzdálené. Vysokoenergetické záření z kvazárů ztrácí energii, když prochází tímto zářením v pozadí, a to lze měřit.
Po celém vesmíru se kosmické pozadí rozzáří světlem. K tomu přispívají hvězdy, galaxie - všechny druhy zdrojů; světlo je ve skutečnosti jejich zbytky. Nyní astrofyzici zjistili, že toto světlo je sotva tak intenzivní, jak kdokoli hádal. Vědci použili dva vzdálené kvasary jako „sondy“ a zaznamenali svá gama spektra pomocí H.E.S.S. dalekohledy v Namibii. Ukázalo se, že tato spektra byla jen trochu zarudlá; zdálo se, že pozadí světla jen zlehka zahaluje záření kvasarů. Tato pozorování nejen vrhají světlo na pozadí, ale také na témata tak velká, jako je narození a vývoj galaxií (Nature, 20. dubna 2006).
Hvězdy, galaxie, kvazary a mnoho dalších objektů přispívají k mlze záření ve vesmíru. Prostupuje celým mezigalaktickým prostorem; je to „zbylé“ světlo, které všechny tyto objekty vyzařují. Extragalaktické pozadí - EBL - zakrývá epochy, které stojí za hvězdnou aktivitu, od doby, kdy byly první hvězdy vytvořeny do současnosti. Vědci se již dlouho snaží měřit tuto emisi. Přímé to však není snadné a extrémně nepřesné, protože zemská atmosféra, sluneční soustava a mléčná dráha vysílají záření, které se dostane do cesty pozorování slabého EBL.
Jednou z řešení tohoto problému je pozorování kvazarů - kosmických energetických továren, které mají uprostřed uprostřed velkou černou díru. Tyto „gravitační pasti“ pohlcují plyn kolem nich a některé z nich plivají zpět jako plazma, zrychlené téměř na rychlost světla. Je to svazek svazků z protonů, elektronů a elektromagnetických vln. Často to může být stokrát širší než jeho mateřská galaxie. Pokud tento „kvazarový sprej“ zamíří ve směru Země, může se záření objevit docela silné - astronomové to nazývají „blazar“.
Dva objekty, které H.E.S.S. pozorovaní vědci jsou oba blazary. Jak je použít jako sondy? Vysílají velmi energetické částice gama světla, které ztratí sílu na své cestě na Zemi, když zasáhnou fotony EBL. To způsobí, že se původní spektrum glazarového gama začervená - jako když se Slunce blíží k obzoru za soumraku a zemská atmosféra rozptyluje více modré části slunečního světla než červenou. Čím silnější atmosféra, tím červenější slunce. Zčervenání závisí na tloušťce média. Tato skutečnost je klíčem k prozkoumání složení EBL.
Luigi Costamante z Institutu Maxe Plancka pro jadernou fyziku v Heidelbergu říká: „hlavním problémem je to, že distribuce energie v kvazarech může mít mnoho různých forem. Až dosud jsme nemohli opravdu říci, zda nějaké pozorované spektrum vypadá červeně, protože skutečně mělo silné zarudnutí, nebo jestli to tak bylo od začátku. “
Tento problém byl vyřešen díky gama spektrům dvou kvasarů - H 2356-309 a 1ES 1101-232. Tyto objekty jsou vzdálenější než všechny dosud pozorované zdroje. Citlivost H.E.S.S. dalekohled umožnil je prozkoumat. Ukazuje se, že intenzita EBL není dostatečně silná, aby zčervenala kvasarové světlo; spektra jsou příliš modrá a obsahují příliš mnoho gama paprsků s vyšší energií.
H.E.S.S. data umožnila vědcům odvodit maximální intenzitu rozptýleného světla. Je to blízko nejnižší hranice vyplývající ze součtu světla jednotlivých galaxií viditelných v optickém dalekohledu. To odpovídá na otázku, která zmatená astronomy léta: je rozptýlené světlo vytvářeno především zářením z prvních hvězd? H.E.S.S. Zdá se, že výsledky tuto možnost vylučují. Existuje také malý prostor pro příspěvky z jiných zdrojů, jako jsou normální galaxie. Bližší pohled na mezigalaktický prostor dává nový pohled na vyšetřování paprsků gama mimo naši vlastní galaxii.
Původní zdroj: Max Planck Society
