Gama snímek galaktického středového regionu pořízený H.E.S.S. Klikni pro zvětšení
Astrofyzici používající H.E.S.S. Očekává se, že tyto paprsky gama budou výsledkem ještě energičtějších částic kosmického záření, které pronikají celou naší Galaxií a naráží do mraků. Díky extrémní citlivosti nástroje HESS v tomto energetickém rozsahu však přesné měření intenzity a energie těchto paprsků gama dále ukazuje, že ve střední oblasti naší Galaxie jsou tyto částice kosmického paprsku obvykle energetičtější než ty, které se měří na zemskou atmosféru. Možné důvody, proč jsou kosmické paprsky vylepšeny a mají vyšší energie v srdci naší Galaxie, zahrnují ozvěnu supernovy, která explodovala asi před deseti tisíci lety, nebo výbuch částic z super masivní černé díry v samém středu naší Galaxie .
Gama paprsky se podobají normálnímu světlu nebo rentgenovým paprskům, ale jsou mnohem energičtější. Viditelné světlo má fyziku asi jednu elektronvolt (1 eV). Rentgenové paprsky jsou tisíce až miliony eV. H.E.S.S. detekuje fotony gama s velmi vysokou energií s energií milionu miliónů eV nebo jedním teraelektronvoltem. Tyto vysokoenergetické gama paprsky jsou poměrně vzácné; i u relativně silných astrofyzikálních zdrojů zasáhne jen jeden gama paprsek měsíčně jeden metr čtvereční v horní části zemské atmosféry.
Vysokoenergetické částice z vesmíru neustále bombardují zemskou atmosféru ze všech směrů. Jejich energie zdaleka převyšují ty, kterých lze dosáhnout pomocí umělých urychlovačů částic. Kosmické paprsky byly objeveny v roce 1912 Victorem Hessem, a přestože byly rozsáhle studovány téměř století, jejich původ - často deklarovaný jako jedno z klíčových témat astrofyziky - stále není zcela pochopen. Jeden důležitý časný výsledek H.E.S.S. Experiment měl odhalit explozivní rázovou vlnu supernovy [1] jako místo intenzivního zrychlení částic
V nedávné publikaci v časopise Nature, mezinárodní H.E.S.S. spolupráce oznámila objev emise gama paprsků z komplexu plynových mraků v blízkosti středu naší vlastní Galaxie Mléčná dráha. Tyto obří mraky plynného vodíku zahrnují množství plynu odpovídající 50 miliónůmnásobku hmotnosti Slunce. S vysoce citlivou H.E.S.S. gama-dalekohledy, je možné poprvé ukázat, že tyto mraky září v gama paprskech s velmi vysokou energií.
Jedním z klíčových problémů v našem chápání kosmických paprsků je jejich distribuce v prostoru. Pronikají rovnoměrně celou galaxií, nebo se jejich hustota a distribuce v energii mění v závislosti na něčí poloze v Galaxii (například kvůli blízkosti urychlovačů kosmických částic)? Přímé měření kosmických paprsků lze provádět pouze v naší sluneční soustavě, která se nachází asi 25 000 světelných let od středu Galaxie. Subterfuge však umožňuje astrofyzikům prozkoumat kosmické paprsky jinde v Galaxii; když se částice kosmického paprsku srazí s mezihvězdnou částicí plynu, vytvoří se paprsky gama.
Ústřední částí naší Galaxie je komplexní astronomická zoo, která obsahuje příklady všech typů exotických objektů známých astronomům, jako jsou zbytky výbuchů supernovy a super masivní černá díra. Obsahuje také obrovské množství mezihvězdného plynu, který má sklon shluknout se do mraků. Pokud jsou gama paprsky detekovány ze směru takového oblaku plynu, mohou vědci odvodit hustotu kosmického záření v místě oblaku. Intenzita a distribuce energie těchto paprsků gama odráží energii a kosmické záření.
Při nízkých energiích, okolo 100 milionů elektronvoltů (umělé urychlovače dosahují energií až 1 000 000 milionů elektronvoltů), tuto techniku použil satelit EGRET k mapování kosmických paprsků v naší Galaxii. Při opravdu vysokých energiích - skutečné doméně urychlovačů kosmického záření - nebyl žádný nástroj natolik citlivý, aby „viděl“ mezihvězdné plynové mraky zářící ve vysokoenergetických gama paprskech. poprvé prokázala přítomnost kosmických paprsků v této centrální oblasti naší Galaxie.
H.E.S.S. data ukazují, že hustota kosmických paprsků významným faktorem převyšuje hustotu ve slunečním okolí. Je zajímavé, že tento rozdíl se zvyšuje, když stoupáme v energii, což znamená, že kosmické paprsky byly nedávno urychleny. Tyto údaje tedy naznačují, že mraky jsou osvětleny nedalekým urychlovačem kosmického záření, který byl aktivní během posledních deseti tisíc let. Kandidáti na takové urychlovače jsou gigantická hvězdná exploze, která zřejmě v „nedávné“ historii odešla blízko srdce naší Galaxie; dalším možným místem zrychlení je superhmotná černá díra ve středu Galaxie. Jim Hinton, jeden z vědců zapojených do objevu, dochází k závěru: „Toto je pouze první krok. Samozřejmě pokračujeme v nasměrování našich dalekohledů do středu Galaxie a budeme usilovně usilovat o přesné určení místa zrychlení - jsem si jist, že přijdou další vzrušující objevy. “
Tým vysoce energetického stereoskopického systému (H.E.S.S.) se skládá z vědců z Německa, Francie, Velké Británie, České republiky, Irska, Arménie, Jižní Afriky a Namibie.
Výsledky byly získány za použití dalekohledů High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) v Namibii, v jihozápadní Africe. Tento systém čtyř dalekohledů o průměru 13 m je v současné době nejcitlivějším detektorem gama paprsků s velmi vysokou energií. Jsou absorbovány v atmosféře, kde dávají krátkodobou sprchu částic. H.E.S.S. dalekohledy detekují slabé, krátké záblesky namodralého světla, které tyto částice vyzařují (pojmenované Cherenkovovo světlo, které trvá několik miliardtin sekundy), a shromažďují světlo velkými zrcadly, které se odrážejí na extrémně citlivých kamerách. Každý snímek udává polohu jednoho fotonu gama paprsku na obloze a množství sebraného světla dává energii počátečního gama paprsku. Vytváření obrázků foton po fotonu umožňuje H.E.S.S. vytvářet mapy astronomických objektů, jak se objevují v paprscích gama.
H.E.S.S. teleskopické pole představuje víceleté konstrukční úsilí mezinárodního týmu více než 100 vědců a techniků. Nástroj byl slavnostně otevřen v září 2004 namibijským premiérem Theo-Benem Guirabem a jeho první údaje již vyústily v řadu důležitých objevů, včetně prvního astronomického obrazu šokové vlny supernovy při nejvyšších gama paprskových energiích.
Původní zdroj: Max Planck Society
