Našťastie pre život na Zemi atmosféra planéty blokuje väčšinu nebezpečného gama žiarenia.Ale kvôli
Tento nález sa nazýval Fermiho bubliny.Hoci povaha tohto javu je stále záhadou, vedci sa domnievajú, že sú spojené so supermasívnou čiernou dierou umiestnenou v strede Galaxie. Nová štúdia však ukazuje, že to nie je úplne pravda.
Ako sa skúma kozmické gama žiarenie?
Vesmír je domovom mnohýchexotické a krásne úkazy, z ktorých niektoré dokážu generovať takmer nepredstaviteľné množstvo energie. Supermasívne čierne diery, zlúčenie neutrónových hviezd, prúdy horúceho plynu pohybujúce sa rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla. To všetko sú len niektoré príklady udalostí, ktoré generujú tok gama žiarenia.
Pripomeňme, že gama žiarenie je najviacenergetická forma elektromagnetického žiarenia. Má najkratšiu vlnovú dĺžku (menej ako 2⋅10−10 m) a je to prúd vysokoenergetických fotónov. Takéto žiarenie má ionizujúce vlastnosti, to znamená, že dokáže premeniť atómy na nabité ióny.
Keďže výhľad z úrovne zeme je blokovaný, vedci nemôžunemal ani potuchy o bohatstve gama žiarenia na oblohe, kým neboli do vesmíru vypustené výskumné prístroje. Prvé náhodné pozorovania uskutočnili satelity Vela vypustené v 60. rokoch minulého storočia na monitorovanie zakázaných jadrových testov.
Umelcova ilustrácia satelitu Vela obiehajúceho okolo Zeme. Obrázok: Public Domain, Link
2. júla 1967 detektory družíc Vela 4 aVela 3 zaznamenala prvý výbuch gama žiarenia, na rozdiel od všetkých známych podpisov spojených so zbraňami. Ďalšia analýza ukázala, že to nemá nič spoločné so Zemou a testovaním atómovej bomby.
Kompletná štúdia gama žiarenia vvesmír sa začal vypustením Fermiho vesmírneho teleskopu v roku 2008. Zariadenie pozostáva z monitora gama zábleskov a širokého teleskopu. Fermi používa scintilátory, teda látky, ktoré môžu žiariť, keď absorbujú ionizujúce žiarenie. Svetlo z takýchto senzorov je zachytené fotodetektorom, ktorý vám umožňuje fixovať výkon žiarenia. Scintilátory teleskopu sú po stranách kozmickej lode, aby videli celú oblohu nezakrytú Zemou.
Veľkoplošný ďalekohľad (LAT) detekujejednotlivé gama lúče, využívajúc technológiu podobnú pozemským urýchľovačom častíc. Fotóny narážajú na tenké plechy a menia sa na páry elektrón-pozitrón. Tieto nabité častice prechádzajú cez striedajúce sa vrstvy kremíkových mikropásikových detektorov, čo spôsobuje ionizáciu, ktorá vytvára detekovateľné drobné impulzy elektrického náboja.
V priebehu rokov Fermi urobil veľaúžasné objavy. Ako prvý objavil napríklad pulzar, ktorý vyžaruje iba gama lúče, dozvedel sa, že zvyšky supernovy fungujú ako obrovský urýchľovač častíc a pozoroval záblesky gama lúčov počas búrok na Zemi. Najprekvapujúcejším objavom sú však Fermiho bubliny.
Umelecká ilustrácia ďalekohľadu Fermi. Obrázok: Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab od NASA
Čím viac výskumov, tým viac záhad
V novembri 2010 to výskumníci oznámiliNa oboch stranách jadra Mliečnej dráhy boli objavené dve veľké eliptické štruktúry energetickej plazmy, ktoré vyžarujú gama a röntgenové vlny. Tieto štruktúry, nazývané Fermiho bubliny, siahajú 25 000 svetelných rokov hore a dole od galaktického centra. Pre porovnanie, vzdialenosť od nej k Slnku je asi 26 tisíc svetelných rokov.
Umelecká ilustrácia Fermiho bublín. Video: NASA
Pozadie gama žiarenia rozptýlené v galaxii aokolitého priestoru, zasahovalo do predchádzajúcej detekcie týchto nezvyčajných obrovských štruktúr. Sila teleskopu Fermi a pokroky v technológii však tento problém prekonali.
Vedci sa domnievajú, že zdrojom bublínje supermasívna čierna diera v galaxii. Navyše cez ňu musia byť prepojené. Najpopulárnejšia hypotéza naznačuje, že čierna diera aktívne absorbuje hmotu a vyvrhuje obrovské prúdy plazmy viditeľné v elektromagnetickom spektre. Podobné zdroje boli predtým objavené v iných galaxiách.
Pozorovacie údaje o Fermiho bublinách. Video: NASA
Na potvrdenie tejto teórie vedci hľadali takéto„komíny“ sú stĺpcové prúdy plazmy kolmé na rovinu galaxie. Čoskoro bolo niečo podobné zaznamenané a neskôr namerané vo Fermiho bublinách.
Ďalší výskum však priniesol novéotázky. Ukázalo sa, že bubliny nevyzerajú symetricky, ako naznačovala teória. Zatiaľ čo v jednom z nich bol vysledovaný jasný obraz "komína", v druhom - v procese meraní, začal miznúť. V jednom z nich sa navyše našiel zvláštny svetlý bod „kokon“, ktorý sa nedal nijako vysvetliť.
Tajomná povaha "kokonu"
Výskumníci skúmajú okvetné lístky Fermiho bublínzistili, že sú pokryté niekoľkými záhadnými štruktúrami pozostávajúcimi z veľmi jasných a výrazných gama lúčov. Jedna z najjasnejších škvŕn bola nájdená v južnom laloku a dostala názov Fermiho kokón.
Cocoon Fermi. Obrázok: Kavli IPMU
V článku nedávno publikovanom v časopise NatureAstronómia, vedci oznámili, že boli schopní určiť povahu tohto kokónu. Vedci vo svojej práci analyzovali údaje z vesmírnych teleskopov GAIA a Fermi, aby ukázali, že Fermiho zámotok skutočne vzniká zo žiarenia trpasličej elipsoidnej galaxie Strelca (SagDEG).
Táto satelitná galaxia Mliečnej dráhy je viditeľná, keďpozorovanie zo Zeme cez Fermiho bubliny. Kvôli svojej úzkej obežnej dráhe stratila veľkú časť svojho medzihviezdneho plynu, keď obieha našu Galaxiu, a mnohé z jej hviezd boli odtrhnuté od ich hviezdneho disku a vtiahnuté do prúdov za SagDEG.
Umiestnenie Slnka a trpasličej eliptickej galaxie v Strelcovi. Obrázok: Kavli IPMU
Táto galaxia je prakticky bez materiálutvorba hviezd a aktívne procesy. Stále však môže skrývať zdroje gama žiarenia. Astrofyzici vo svojej práci ukázali, že záhadnú žiaru Fermiho kukly možno vysvetliť mnohými milisekúndovými pulzarmi nachádzajúcimi sa v galaxii SagDEG.
Milisekundové pulzary sú pozostatkyurčité typy hviezd, oveľa hmotnejšie ako Slnko, ktoré sú v blízkych binárnych sústavách. Vplyvom extrémnej rotácie vrhajú zrýchlené častice do vesmíru. Elektróny uvoľnené milisekundovými pulzarmi sa zrážajú s nízkoenergetickými fotónmi kozmického mikrovlnného pozadia a tlačia ich smerom k vysokoenergetickým gama lúčom.
Hoci vedci boli schopní vysvetliť oddeleneúčinok spojený s Fermiho bublinami, komplexná povaha tohto javu a kozmického žiarenia gama vo všeobecnosti zostáva záhadou. Hoci sa dlho považovalo za hlavný zdroj gama žiarenia aktívne galaktické jadrá, dnes je známe, že je to nesprávne.
Jedna z alternatívnych hypotéz to naznačujeneznáma interakcia tmavej hmoty môže tvoriť väčšinu tohto žiarenia. Vedci to budú môcť zistiť pomocou nových experimentov a možno ďalšie stopy obsahujú záhadné Fermiho bubliny.
Čítaj viac:
NASA odhaľuje, ako vyzerá budúcnosť slnečnej sústavy
Fyzici ochladili atómy na rekordnú teplotu. Sú miliardkrát chladnejšie ako vesmír.
Vedci vysvetľujú, prečo sa India a Ázia veľmi rýchlo zrazili
Titulný obrázok: NASA/GSFC/DOE/Fermi LAT/D.Finkbeiner et al.