地球上の生命にとって幸いなことに、地球の大気は危険なガンマ線のほとんどを遮断しています。しかし、
この発見はフェルミ泡と呼ばれていました。この現象の性質はまだ謎に包まれていますが、科学者たちは銀河の中心にある超大質量ブラック ホールと関係があると考えています。しかし、新しい研究は、これが完全に真実ではないことを示しています.
宇宙ガンマ線はどのように研究されていますか?
宇宙は多くの人の故郷ですエキゾチックで美しい現象の中には、想像を絶するほどのエネルギーを生み出すものもあります。超大質量ブラック ホール、中性子星の合体、光速に近い速度で移動する高温ガスの流れ。これらはすべて、ガンマ線フラックスを生成するイベントのほんの一例です。
ガンマ線が最も多いことを思い出してください電磁放射のエネルギー形態。波長が最も短く (2⋅10−10 m 未満)、高エネルギーの光子の流れです。このような放射線には電離特性があります。つまり、原子を荷電イオンに変えることができます。
地上からの視界が遮られるため、科学者は観察することができません。彼らは、研究機器が宇宙に打ち上げられるまで、空に豊富なガンマ線があることを知りませんでした。最初の偶発的な観測は、禁止されている核実験を監視するために 1960 年代に打ち上げられた Vela 衛星によって行われました。
地球を周回する Vela 衛星のアーティストのイラスト。画像: パブリックドメイン、リンク
1967 年 7 月 2 日、Vela 4 衛星の検出器とVela 3 は、武器に関連する既知の特徴とは異なり、ガンマ線の最初のバーストを記録しました。さらなる分析により、それは地球と原爆のテストとは何の関係もないことが示されました。
ガンマ線の完全な研究宇宙は、2008 年にフェルミ宇宙望遠鏡が打ち上げられたことから始まりました。この装置は、ガンマ線バースト モニターと広角望遠鏡で構成されています。フェルミはシンチレータ、つまり電離放射線を吸収すると光る物質を使用します。このようなセンサーからの光は、光検出器によって捕捉されるため、放射出力を固定できます。望遠鏡のシンチレータは宇宙船の側面にあり、地球によって遮られていない空全体を見ることができます。
広域望遠鏡 (LAT) が検出地上の粒子加速器と同様の技術を使用して、個々のガンマ線。光子は薄い金属板に衝突し、電子-陽電子対に変わります。これらの荷電粒子は、シリコンマイクロストリップ検出器の交互層を通過して移動し、検出可能な小さな電荷パルスを生成するイオン化を引き起こします。
何年にもわたって、フェルミは多くのものを作りました驚くべき発見。たとえば、彼はガンマ線だけを放出するパルサーを初めて発見し、超新星残骸が巨大な粒子加速器のように機能することを学び、地球の雷雨中にガンマ線の閃光を観察しました。しかし、最も驚くべき発見はフェルミ気泡です。
フェルミ望遠鏡のアーティストのイラスト。画像: NASA のゴダード宇宙飛行センターの概念画像ラボ
研究すればするほど謎が増える
2010 年 11 月、研究者は次のように発表しました。天の川銀河のコアの両側で、ガンマ波と X 線波を放出するエネルギー プラズマの 2 つの大きな楕円形構造が発見されました。フェルミ泡と呼ばれるこれらの構造は、銀河の中心から上下に 25,000 光年伸びています。比較のために、それから太陽までの距離は約26000光年です。
フェルミ気泡の芸術的なイラスト。ビデオ: NASA
銀河に散乱した背景ガンマ線と周囲の空間は、これらの異常な巨大構造の以前の検出を妨げました。しかし、フェルミ望遠鏡の力と技術の進歩により、この問題は克服されました。
研究者たちは、泡の発生源は銀河にある超大質量ブラックホールです。さらに、それらはそれを介してリンクされている必要があります。最も一般的な仮説は、ブラック ホールが積極的に物質を吸収し、電磁スペクトルで可視化されたプラズマの巨大な噴流を放出していることを示唆しています。同様の発生源は、他の銀河でも以前に発見されています。
フェルミ泡の観測データ。ビデオ: NASA
この理論を確認するために、科学者はそのようなものを探しました「煙突」は、銀河面に垂直なプラズマの柱状ジェットです。すぐに似たような現象が発見され、後にフェルミ気泡内で測定されました。
しかし、さらなる研究により、新しい情報が提供されました質問。理論が示唆するように、気泡は対称に見えないことが判明しました。そのうちの1つでは「煙突」の鮮明な画像がトレースされていましたが、もう1つでは、測定の過程で消え始めました。さらに、そのうちの1つに奇妙な輝点「繭」が見つかりましたが、これはまったく説明できませんでした。
「繭」の不思議な性質
研究者たちは、フェルミ バブルの花弁を調べています。彼らは、非常に明るく目立つガンマ線からなるいくつかの神秘的な構造で覆われていることを発見しました。最も明るいスポットの 1 つは南葉で発見され、フェルミ繭と名付けられました。
繭フェルミ。画像：カブリ数物連携宇宙研究機構
Nature誌に最近掲載された論文で天文学、研究者は、彼らがこの繭の性質を決定することができたと報告しました.彼らの研究では、科学者は GAIA とフェルミ宇宙望遠鏡からのデータを分析して、フェルミ繭が実際に射手座矮小楕円銀河 (SagDEG) からの放射から生じていることを示しました。
天の川のこの衛星銀河が見えるのは、フェルミ泡を通して地球から観測。軌道が狭いため、銀河系を周回するときに星間ガスの多くを失い、多くの星が星の円盤から引き裂かれ、SagDEG に続くストリームに引き込まれました。
いて座の太陽と矮小楕円銀河の位置。画像：カブリ数物連携宇宙研究機構
この銀河には物質がほとんどありません。星の形成と活発なプロセス。ただし、ガンマ線の発生源を隠すことはできます。天体物理学者はその研究で、フェルミ繭の神秘的な輝きが、SagDEG 銀河にある多くのミリ秒パルサーによって説明できることを示しました。
ミリ秒パルサーは名残近い連星系にある特定の種類の星で、太陽よりもはるかに大質量です。極端な回転の影響下で、それらは加速された粒子を空間に投げ込みます。ミリ秒パルサーから放出された電子は、低エネルギーの宇宙マイクロ波背景光子と衝突し、高エネルギーのガンマ線に向かって押し出されます。
研究者は別のことを説明することができましたがフェルミ バブルに関連する効果、この現象の複雑な性質、および一般的な宇宙ガンマ線の性質は謎のままです。活動銀河核がガンマ線の主な発生源であると長い間考えられていましたが、これは間違っていることが現在知られています。
ある対立仮説は、暗黒物質の未知の相互作用が、この放射線の大部分を形成する可能性があります。科学者は新しい実験でそれを見つけることができ、おそらく追加の手がかりには神秘的なフェルミバブルが含まれています.
続きを読む：
NASA は、太陽系の未来がどのように見えるかを明らかにします
物理学者は原子を冷却して温度を記録しました。それらは宇宙よりも10億倍寒いです。
インドとアジアが急速に衝突した理由を研究者が説明
表紙画像: NASA/GSFC/DOE/Fermi LAT/D.Finkbeiner et al.