H.E.S.S. tarafından çekilen galaktik merkez bölgenin gama ışını görüntüsü. Büyütmek için tıklayın
H.E.S.S. kullanan astrofizikçiler Bu gama ışınlarının, tüm Galaksimize nüfuz eden ve bulutlara çarpan daha enerjik kozmik ışın parçacıklarından kaynaklanması bekleniyor. Bununla birlikte, bu enerji aralığında HESS cihazının aşırı hassasiyeti sayesinde, bu gama ışınlarının yoğunluğunun ve enerjilerinin kesin ölçümleri ayrıca, Galaksimizin orta bölgesinde bu kozmik-ışın parçacıklarının tipik olarak ölçülenlerden daha enerjik olduğunu göstermektedir. Dünya atmosferine. Kozmik ışınların gelişmesinin ve Galaksimizin kalbindeki daha yüksek enerjilerin olası nedenleri arasında, yaklaşık on bin yıl önce patlayan bir süpernova yankısı veya Galaksimizin tam merkezindeki süper masif kara delikten bir parçacık ivmesi patlaması sayılabilir. .
Gama ışınları normal ışığa veya X-ışınlarına benzer, ancak çok daha enerjiktir. Görünür ışığın fizikçi açısından yaklaşık bir elektronvolt (1 eV) enerjisi vardır. X-ışınları binlerce ila milyonlarca eV'dir. H.E.S.S. milyon milyon eV veya bir teraelektronvolt enerjili çok yüksek enerjili gama ışını fotonlarını tespit eder. Bu yüksek enerjili gama ışınları oldukça nadirdir; nispeten güçlü astrofiziksel kaynaklar için bile, ayda sadece bir gama ışını Dünya atmosferinin tepesinde bir metrekareye çarpar.
Uzaydan gelen yüksek enerjili parçacıklar sürekli olarak Dünya'nın atmosferini her yönden bombalar. Enerjileri, insan yapımı parçacık hızlandırıcıları kullanılarak ulaşılabilecek enerjileri açık bir şekilde aşıyor. Kozmik ışınlar 1912'de Victor Hess tarafından keşfedildi ve neredeyse bir asırdır kapsamlı bir şekilde incelenirken, kökenleri - genellikle astrofizikin ana temalarından biri olarak ilan edildi - hala tam olarak anlaşılamamıştır. H.E.S.S.'nin önemli bir erken sonucu Deney, yoğun partikül hızlanma bölgesi olarak bir süpernova patlaması şok dalgası [1] ortaya çıkarmaktı
Nature dergisinde son zamanlarda yayınlanan bir makalede, uluslararası H.E.S.S. işbirliği, kendi Samanyolu Gökadamızın merkezine yakın bir gaz bulutları kompleksinden gama ışını emisyonunun keşfedildiğini bildirdi. Bu dev hidrojen gazı bulutları, güneş kütlesinin 50 milyon katına eşdeğer miktarda gaz içerir. Oldukça hassas H.E.S.S. Gama-ışını teleskopları, bu bulutların çok yüksek enerjili gama ışınlarında parladığını ilk kez göstermek mümkündür.
Kozmik ışınları anlamamızdaki kilit konulardan biri uzaydaki dağılımlarıdır. Tüm Galaksiye eşit olarak nüfuz ediyorlar mı, yoksa enerji yoğunlukları ve dağılımları kişinin Galaksideki konumuna bağlı olarak değişiyor mu (örneğin, kozmik parçacık hızlandırıcılarının yakınlığı nedeniyle)? Kozmik ışınların doğrudan ölçümleri sadece Galaksinin merkezinden yaklaşık 25.000 ışıkyılı uzaklıkta bulunan güneş sistemimizde alınabilir. Bununla birlikte, bir alt aşama astrofizikçilerin Galaksinin başka yerlerindeki kozmik ışınları araştırmasına izin verir; bir kozmik ışın parçacığı yıldızlararası bir gaz parçacığıyla çarpıştığında, gama ışınları üretilir.
Galaksimizin merkezi kısmı, süpernova patlamalarının kalıntıları ve süper büyük bir kara delik gibi astronomlar tarafından bilinen her türlü egzotik nesnenin örneklerini içeren karmaşık bir astronomik hayvanat bahçesidir. Ayrıca bulutlara kümelenme eğilimi gösteren büyük miktarlarda yıldızlararası gaz içerir. Gama ışınları böyle bir gaz bulutu yönünden tespit edilirse, bilim adamları bulutun bulunduğu yerdeki kozmik ışınların yoğunluğunu çıkarabilir. Bu gama ışınlarının enerji yoğunluğu ve dağılımı kozmik ışınların yoğunluğunu ve dağılımını yansıtır.
Düşük enerjilerde, yaklaşık 100 milyon elektronvolt (insan yapımı hızlandırıcılar 1.000.000 milyon elektronvolta kadar enerjilere ulaşır), bu teknik EGRET uydusu tarafından Galaksimizdeki kozmik ışınları haritalamak için kullanılmıştır. Gerçekten yüksek enerjilerde - kozmik ışın hızlandırıcıların gerçek alanı - hiçbir alet, çok yüksek enerjili gama ışınlarında parlayan yıldızlararası gaz bulutlarını “görmek” için yeterince hassas olmamıştır. Galaksimizin bu merkezi bölgesinde kozmik ışınların varlığını ilk kez gösterdi.
H.E.S.S. veriler kozmik ışınların yoğunluğunun güneş mahallesindeki yoğunluğun önemli bir faktörden fazla olduğunu göstermektedir. İlginç bir şekilde, enerjide yükseldikçe bu fark artar, bu kozmik ışınların son zamanlarda hızlandığını gösterir. Bu veriler, bulutların son on bin yıl boyunca aktif olan yakındaki bir kozmik ışın hızlandırıcısı tarafından aydınlatıldığını ima ediyor. Bu tür hızlandırıcılar için adaylar, görünüşte “yakın” tarihte Gökadamızın kalbine yakın bir yerde patlayan devasa bir yıldız patlamasıdır; diğer bir olası hızlanma alanı, Galaksinin merkezindeki süper büyük kara delik. Keşfe katılan bilim adamlarından Jim Hinton, “Bu sadece ilk adım. Elbette teleskoplarımızı Galaksinin merkezine doğrultmaya devam ediyoruz ve kesin hızlanma yerini belirlemek için çok çalışacağız - eminim ki daha heyecan verici keşifler de olacak. ”
Yüksek Enerji Stereoskopik Sistem (H.E.S.S.) ekibi, Almanya, Fransa, İngiltere, Çek Cumhuriyeti, İrlanda, Ermenistan, Güney Afrika ve Namibya'dan bilim adamlarından oluşuyor.
Sonuçlar, Güneybatı Afrika'daki Namibya'daki Yüksek Enerji Stereoskopik Sistem (H.E.S.S.) teleskopları kullanılarak elde edildi. Dört adet 13 m çapında teleskoplardan oluşan bu sistem şu anda çok yüksek enerjili gama ışınlarının en hassas dedektörüdür. Bunlar, kısa ömürlü bir parçacık duşu verdikleri atmosferde emilir. H.E.S.S. teleskoplar, bu parçacıkların yaydığı mavimsi ışığın kısa, kısa yanıp sönmelerini algılar (Cherenkov ışığı olarak adlandırılır, saniyenin birkaç milyarda biri kadar sürer) ve ışığı son derece hassas kameralara yansıtan büyük aynalarla toplar. Her görüntü, tek bir gama ışını fotonun gökyüzündeki konumunu verir ve toplanan ışık miktarı ilk gama ışınının enerjisini verir. Foton-by-photon görüntülerinin oluşturulması H.E.S.S. gama ışınlarında göründükleri gibi astronomik nesnelerin haritalarını oluşturmak için.
H.E.S.S. teleskop dizisi, 100'den fazla bilim adamı ve mühendisden oluşan uluslararası bir ekip tarafından çok yıllı bir inşaat çabasını temsil etmektedir. Enstrüman Eylül 2004'te Namibya Başbakanı Theo-Ben Guirab tarafından açıldı ve ilk verileri zaten en yüksek gama ışını enerjilerinde bir süpernova şok dalgasının ilk astronomik görüntüsü de dahil olmak üzere bir dizi önemli keşifle sonuçlandı.
Orijinal Kaynak: Max Planck Topluluğu
