|
Рекордное гамма излучение обнаружено в ядре Млечного Пути
|
|
|
|
В высокогорной водной обсерватории Черенкова (HAWC), расположенной на высоте 13 000 футов над уровнем моря на вулкане Сьерра-Негра в Мексике, исследователи пытаются разгадать страшную тайну галактики Млечный Путь. Международная исследовательская группа, возглавляемая Лос-Аламосской национальной лабораторией, наблюдала гамма-лучи сверхвысоких энергий с напряжением более 100 тераэлектронвольт, впервые проследив их происхождение до центра галактики.
|
|
|
|
"Эти результаты позволяют заглянуть в центр Млечного Пути, где энергии на порядок выше, чем когда-либо наблюдались ранее", - сказал Пэт Хардинг, физик из Лос-Аламоса и главный исследователь проекта Министерства энергетики США.
|
|
|
|
"Это исследование впервые подтверждает наличие певатронного источника гамма-лучей сверхвысокой энергии в месте в Млечном Пути, известном как Галактический центральный хребет, что означает, что центр галактики является домом для некоторых из самых экстремальных физических процессов во Вселенной".
|
|
|
|
Обсерватория HAWC собирает данные уже более семи лет. За это время исследователи наблюдали около 100 гамма-излучений с энергией более 100 тераэлектронвольт.
|
|
|
|
|
|
|
Как описано в анализе, проведенном Сохеном Юн-Каркамо и опубликованном в Astrophysical Journal Letters, эти данные позволяют непосредственно изучать взаимодействие космических лучей с Певатроном и сравнивать их с другими наблюдениями, помогая определить процессы излучения и местоположение — прямо в центре галактики Млечный Путь.
|
|
Самые бурные процессы во Вселенной
|
|
|
|
Сам по себе ПеВатрон остается малоизученным феноменом, но факт его существования, в какой бы форме он ни проявлялся, указывает на жестокий режим в центре галактики. Известно, что в этой области галактики Млечный Путь находится сверхмассивная черная дыра, окруженная нейтронными звездами и белыми карликами, которые поглощают вещество из близлежащих звезд.
|
|
|
|
Эта область окутана плотными газовыми облаками, температура которых достигает миллионов градусов и, как правило, препятствует прямому оптическому наблюдению за этой областью.
|
|
|
|
Таким образом, наблюдение за гамма-излучением имеет решающее значение для понимания космических процессов, происходящих в этой экстремальной среде. Гамма-лучи сверхвысокой энергии возникают при наличии источника певатрона, который разгоняет частицы с энергией в миллион миллиардов электрон-вольт (ПэВ), что в квадриллион раз мощнее, чем световые частицы, вылетающие из электрической лампочки.
|
|
|
|
Протоны космических лучей, генерируемые Певатроном, движутся со скоростью, превышающей 99% скорости света, взаимодействуя с плотным окружающим газом и образуя гамма-лучи сверхвысокой энергии.
|
|
|
|
Однако точная природа певатронов остается загадкой. Задействованные энергии указывают на некоторые из самых бурных процессов, которые только можно себе представить во Вселенной: гибель звезды в результате взрыва сверхновой, толчки и излучение, сопровождающие рождение звезды, обогащенной термоядерным синтезом, черная дыра, поглощающая другую черную дыру.
|
|
|
|
"Многие из этих процессов настолько редки, что вы не ожидали бы, что они произойдут в нашей галактике, или же они происходят в масштабах, которые не коррелируют с размерами нашей галактики", - сказал Хардинг. Например, черная дыра, поглощающая другую черную дыру, была бы событием, ожидаемым только за пределами нашей галактики."
|
|
Черенковский свет в детектировании частиц
|
|
|
|
HAWC - это уникальный эксперимент, предназначенный для улавливания относительно небольшого количества гамма-лучей сверхвысокой энергии, которые могут преодолевать межзвездные расстояния и достигать Земли. На склонах вулкана Сьерра-Негра 300 зернохранилищ заполнены водой, дно каждого из них выстлано детекторами фотоумножителя.
|
|
|
|
Когда частицы сверхвысокой энергии достигают атмосферы Земли, они распадаются на обширные воздушные потоки частиц с более низкой энергией. Когда заряженные частицы проходят через резервуары со скоростью, превышающей фазовую скорость воды, они создают черенковский свет, или излучение Черенкова, голубое свечение — эффект, чем-то похожий на звуковой удар.
|
|
|
|
Затем исследователи проанализировали распределение обнаруженных частиц по резервуарам во времени, чтобы понять действующие энергетические режимы, и пришли к выводу, что источником частиц являются гамма-лучи сверхвысокой энергии.
|
|
Определив местоположение конкретного певатрона
|
|
|
|
Эксперимент обсерватории HAWC основан на новаторском эксперименте Milagro, гамма-обсерватории с прудом объемом 5 миллионов галлонов и 700 детекторами света в горах Хемес за пределами Лос-Аламоса. Милагро собирал данные в течение 2008 года, а затем исследователи переместились на юг, в обсерваторию HAWC, чтобы иметь возможность фиксировать частицы ближе к центру галактики.
|
|
|
|
Исследовательская группа планирует расширить свои данные, полученные в обсерватории HAWC, и уточнить конкретное местоположение источника Певатрона с помощью нового эксперимента - Южной широкоугольной гамма-обсерватории, которая строится в пустыне Атакама в Чили. Благодаря этому более широкому взгляду на центр Млечного Пути наука, возможно, получит более близкое представление о тайне, лежащей в сердце нашей родной галактики.
|
|
|
|
Источник
|
