Din fericire pentru viața de pe Pământ, atmosfera planetei blochează cea mai mare parte a radiațiilor gamma periculoase. Dar pentru că
Această descoperire a fost numită Fermi bubbles.Deși natura acestui fenomen este încă un mister, oamenii de știință cred că ele sunt asociate cu o gaură neagră supermasivă situată în centrul Galaxiei. Dar un nou studiu arată că acest lucru nu este în întregime adevărat.
Cum se studiază radiația gamma cosmică?
Universul este casa multorafenomene exotice și frumoase, dintre care unele pot genera o cantitate aproape de neimaginat de energie. Găuri negre supermasive, fuziuni de stele de neutroni, fluxuri de gaz fierbinte care se mișcă aproape de viteza luminii. Toate acestea sunt doar câteva exemple de evenimente care generează un flux de raze gamma.
Amintiți-vă că radiația gamma este cea mai mareforma energetică a radiației electromagnetice. Are cea mai scurtă lungime de undă (mai puțin de 2⋅10−10 m) și este un flux de fotoni de înaltă energie. O astfel de radiație are proprietăți ionizante, adică poate transforma atomii în ioni încărcați.
Deoarece vederea de la nivelul solului este blocată, oamenii de știință nu pothabar n-avea despre bogăția razelor gamma de pe cer până când instrumentele de cercetare au fost lansate în spațiu. Primele observații accidentale au fost făcute de sateliții Vela lansati în anii 1960 pentru a monitoriza testele nucleare interzise.
Ilustrație de artist a satelitului Vela orbitând în jurul Pământului. Imagine: Public Domain, Link
La 2 iulie 1967, detectoarele sateliților Vela 4 șiVela 3 a înregistrat prima explozie de radiații gamma, spre deosebire de oricare dintre semnăturile cunoscute asociate cu armele. Analize ulterioare au arătat că nu are nimic de-a face cu Pământul și cu testarea bombei atomice.
Un studiu complet al radiațiilor gamma înspațiul a început cu lansarea telescopului spațial Fermi în 2008. Dispozitivul constă dintr-un monitor de explozie de raze gamma și un telescop larg. Fermi folosește scintilatoare, adică substanțe care pot străluci atunci când absorb radiațiile ionizante. Lumina de la astfel de senzori este captată de un fotodetector, care vă permite să fixați puterea radiației. Scintilatoarele telescopului se află pe părțile laterale ale navei spațiale pentru a vedea întregul cer neascuns de Pământ.
Telescopul cu suprafață mare (LAT) detecteazăraze gamma individuale, folosind o tehnologie similară acceleratorilor de particule terestre. Fotonii lovesc foile subțiri de metal, transformându-se în perechi electron-pozitron. Aceste particule încărcate călătoresc prin straturi alternative de detectoare cu microbandă de siliciu, provocând ionizare care produce pulsuri minuscule detectabile de sarcină electrică.
De-a lungul anilor, Fermi a făcut multedescoperiri uimitoare. De exemplu, el a fost primul care a descoperit un pulsar care emite doar raze gamma, a aflat că rămășițele de supernova acționează ca un accelerator de particule gigant și a observat fulgerări de raze gamma în timpul furtunilor de pe Pământ. Dar cea mai surprinzătoare descoperire sunt bulele Fermi.
Ilustrație de artist a telescopului Fermi. Imagine: Laboratorul de imagini conceptuale Goddard Space Flight Center al NASA
Cu cât mai multe cercetări, cu atât mai multe mistere
În noiembrie 2010, cercetătorii au anunțat căPe ambele părți ale nucleului Căii Lactee, au fost descoperite două mari structuri eliptice de plasmă energetică care emit unde gamma și de raze X. Aceste structuri, numite bule Fermi, se extind la 25.000 de ani lumină în sus și în jos din centrul galactic. Pentru comparație, distanța de la acesta la Soare este de aproximativ 26 de mii de ani lumină.
Ilustrație artistică a bulelor Fermi. Video: NASA
Radiația gamma de fundal împrăștiată în galaxie șispațiul înconjurător, a interferat cu detectarea anterioară a acestor structuri gigantice neobișnuite. Dar puterea telescopului Fermi și progresele tehnologice au depășit această problemă.
Cercetătorii cred că sursa buleloreste o gaură neagră supermasivă în galaxie. Mai mult, ele trebuie să fie legate prin el. Cea mai populară ipoteză sugerează că gaura neagră absoarbe în mod activ materia, aruncând jeturi gigantice de plasmă vizibile în spectrul electromagnetic. Surse similare au fost descoperite anterior în alte galaxii.
Date observaționale despre bule Fermi. Video: NASA
Pentru a confirma această teorie, oamenii de știință au căutat așa ceva„coșurile” sunt jeturi columnare de plasmă perpendiculare pe planul galaxiei. Curând, ceva similar a fost observat și ulterior măsurat în interiorul bulelor Fermi.
Cercetările ulterioare au oferit însă noiîntrebări. S-a dovedit că bulele nu par simetrice, așa cum sugera teoria. În timp ce într-unul dintre ele a fost urmărită o imagine clară a „hornului”, în celălalt - în procesul de măsurători, acesta a început să dispară. În plus, într-una dintre ele a fost găsită o pată strălucitoare ciudată „cocon”, care nu a putut fi explicată în niciun fel.
Natura misterioasă a „coconului”
Explorând petalele bulelor Fermi, cercetătoriia constatat că sunt acoperite cu mai multe structuri misterioase constând din raze gamma foarte strălucitoare și proeminente. Una dintre cele mai strălucitoare pete a fost găsită în lobul sudic și a fost numit coconul Fermi.
Coconul Fermi. Imagine: Kavli IPMU
Într-o lucrare publicată recent în revista NatureÎn astronomie, cercetătorii au raportat că au putut determina natura acestui cocon. În munca lor, oamenii de știință au analizat datele de la telescoapele spațiale GAIA și Fermi pentru a arăta că coconul Fermi provine de fapt din radiația din galaxia eliptică pitică a Săgetător (SagDEG).
Această galaxie satelit a Căii Lactee este vizibilă cândobservare de pe Pământ prin bulele Fermi. Datorită orbitei sale înguste, ea și-a pierdut o mare parte din gazul său interstelar pe măsură ce orbitează în jurul galaxiei noastre, iar multe dintre stelele sale au fost rupte de pe discul lor stelar și atrase în fluxurile care urmăresc SagDEG.
Locația Soarelui și a galaxiei eliptice pitice în Săgetător. Imagine: Kavli IPMU
Această galaxie este practic lipsită de material pentruformarea stelelor și procesele active. Cu toate acestea, poate ascunde în continuare sursele de radiații gamma. În lucrările lor, astrofizicienii au arătat că strălucirea misterioasă a coconului Fermi poate fi explicată prin numeroșii pulsari de milisecunde localizați în galaxia SagDEG.
Pulsarii de milisecunde sunt rămășițeanumite tipuri de stele, mult mai masive decât Soarele, care se află în sisteme binare apropiate. Sub influența rotației extreme, ei aruncă particule accelerate în spațiu. Electronii eliberați de pulsarii de milisecunde se ciocnesc cu fotonii cosmici de fond cu microunde de energie scăzută, împingându-i spre razele gamma de înaltă energie.
Deși cercetătorii au putut explica un separatefectul asociat cu bulele Fermi, natura complexă a acestui fenomen și a radiației gamma cosmice în general rămâne un mister. Deși nucleele galactice active au fost mult timp considerate a fi principala sursă de raze gamma, acum se știe că acest lucru este greșit.
O ipoteză alternativă sugerează căinteracțiunea necunoscută a materiei întunecate poate forma cea mai mare parte a acestei radiații. Oamenii de știință vor putea afla în noi experimente și, probabil, indicii suplimentare conțin bule misterioase de Fermi.
Citeste mai mult:
NASA dezvăluie cum arată viitorul sistemului solar
Fizicienii au răcit atomii la temperaturi record. Sunt de un miliard de ori mai reci decât spațiul cosmic.
Cercetătorii explică de ce India și Asia s-au ciocnit foarte repede
Imagine de copertă: NASA/GSFC/DOE/Fermi LAT/D.Finkbeiner et al.