На срећу живота на Земљи, атмосфера планете блокира већину опасног гама зрачења. Али зато
Ово откриће је названо Фермијеви мехурићи.Иако је природа овог феномена и даље мистерија, научници верују да су повезани са супермасивном црном рупом која се налази у центру галаксије. Али нова студија показује да то није сасвим тачно.
Како се проучава космичко гама зрачење?
Универзум је дом многихегзотичне и лепе појаве, од којих неке могу да генеришу готово незамисливу количину енергије. Супермасивне црне рупе, спајање неутронских звезда, токови врелог гаса који се крећу брзином блиском светлости. Све су ово само неки примери догађаја који стварају флукс гама зрака.
Подсетимо се да је гама зрачења највишеенергетски облик електромагнетног зрачења. Има најкраћу таласну дужину (мање од 2⋅10−10 м) и представља ток фотона високе енергије. Такво зрачење има јонизујућа својства, односно може претворити атоме у наелектрисане јоне.
Пошто је поглед са нивоа земље блокиран, научници не могуније имао појма о богатству гама зрака на небу све док истраживачки инструменти нису лансирани у свемир. Прва случајна запажања извршили су сателити Вела лансирани 1960-их ради праћења забрањених нуклеарних тестова.
Уметничка илустрација сателита Вела који кружи око Земље. Слика: јавно власништво, веза
2. јула 1967. детектори сателита Вела 4 иВела 3 снимио је први рафал гама зрачења, за разлику од било којег од познатих потписа повезаних са оружјем. Даља анализа је показала да то нема никакве везе са Земљом и тестирањем атомске бомбе.
Комплетна студија гама зрачења усвемир је почео лансирањем Ферми свемирског телескопа 2008. Уређај се састоји од монитора гама зрака и широког телескопа. Ферми користи сцинтилаторе, односно супстанце које могу да светле када апсорбују јонизујуће зрачење. Светлост таквих сензора хвата фотодетектор, који вам омогућава да фиксирате снагу зрачења. Сцинтилатори телескопа се налазе на боковима свемирске летелице како би видели цело небо које није заклоњено Земљом.
Телескоп великог подручја (ЛАТ) детектујепојединачних гама зрака, користећи технологију сличну земаљским акцелераторима честица. Фотони ударају у танке металне плоче, претварајући се у парове електрон-позитрон. Ове наелектрисане честице путују кроз наизменичне слојеве силицијумских микротракастих детектора, изазивајући јонизацију која производи детективне мале импулсе електричног набоја.
Током година, Ферми је направио многеневероватна открића. На пример, био је први који је открио пулсар који емитује само гама зраке, сазнао да остаци супернове делују као џиновски акцелератор честица и приметио бљескове гама зрака током грмљавине на Земљи. Али најизненађујуће откриће су Фермијеви мехурићи.
Уметничка илустрација телескопа Ферми. Слика: Лабораторија за концептуалне слике НАСА-иног центра за свемирске летове Годард
Што више истраживања, више мистерија
У новембру 2010. истраживачи су то објавилиСа обе стране језгра Млечног пута откривене су две велике елиптичне структуре енергетске плазме које емитују гама и рендгенске таласе. Ове структуре, назване Фермијеви мехурићи, протежу се 25.000 светлосних година горе-доле од галактичког центра. Поређења ради, удаљеност од њега до Сунца је око 26 хиљада светлосних година.
Уметничка илустрација Фермијевих мехурића. Видео: НАСА
Позадинско гама зрачење расуто по галаксији иоколни простор, ометао је претходно откривање ових необичних џиновских структура. Али снага Ферми телескопа и напредак у технологији превазишли су овај проблем.
Истраживачи верују да је извор мехурићаје супермасивна црна рупа у галаксији. Штавише, они морају бити повезани преко њега. Најпопуларнија хипотеза сугерише да црна рупа активно апсорбује материју, избацујући џиновске млазеве плазме видљиве у електромагнетном спектру. Слични извори су раније откривени у другим галаксијама.
Подаци посматрања Фермијевих мехурића. Видео: НАСА
Да би потврдили ову теорију, научници су тражили такве„димњаци“ су стубасти млазови плазме окомити на раван галаксије. Убрзо је нешто слично уочено и касније измерено унутар Фермијевих мехурића.
Даља истраживања су, међутим, пружила новепитања. Испоставило се да мехурићи не изгледају симетрично, као што је теорија сугерисала. Док је у једној од њих уцртана јасна слика „димњака“, у другој је, у процесу мерења, почела да нестаје. Осим тога, у једној од њих пронађена је чудна светла тачка „чахура“, која се никако није могла објаснити.
Тајанствена природа "чауре"
Истражујући латице Фермијевих мехурића, истраживачиоткрили да су прекривени са неколико мистериозних структура које се састоје од веома светлих и истакнутих гама зрака. Једна од најсјајнијих тачака пронађена је у јужном режњу и названа је Фермијева чаура.
Цоцоон Ферми. Слика: Кавли ИПМУ
У раду недавно објављеном у часопису НатуреАстрономија, истраживачи су известили да су успели да одреде природу ове чауре. У свом раду, научници су анализирали податке са свемирских телескопа ГАИА и Ферми како би показали да Фермијева чаура заправо настаје од зрачења из патуљасте елиптичне галаксије Стрелца (СагДЕГ).
Ова сателитска галаксија Млечног пута је видљива кадапосматрање са Земље кроз Фермијеве мехуриће. Због своје уске орбите, изгубио је велики део свог међузвезданог гаса док је кружио око наше Галаксије, а многе његове звезде су отргнуте са свог диска и повучене у токове који прате СагДЕГ.
Локација Сунца и патуљасте елиптичне галаксије у Стрелцу. Слика: Кавли ИПМУ
Ова галаксија је практично лишена материјала заформирање звезда и активни процеси. Међутим, и даље може сакрити изворе гама зрачења. У свом раду, астрофизичари су показали да се мистериозни сјај Фермијеве чауре може објаснити бројним милисекундним пулсарима који се налазе у галаксији СагДЕГ.
Милисекундни пулсари су остациодређене врсте звезда, много масивније од Сунца, које се налазе у блиским бинарним системима. Под утицајем екстремне ротације, они бацају убрзане честице у свемир. Електрони које ослобађају милисекундни пулсари сударају се са нискоенергетским космичким микроталасним позадинским фотонима, гурајући их ка високоенергетским гама зрацима.
Иако су истраживачи успели да објасне одвојеноефекат повезан са Фермијевим мехурићима, сложена природа овог феномена и космичког гама зрачења уопште остаје мистерија. Иако се дуго сматрало да су активна галактичка језгра главни извор гама зрака, сада се зна да је ово погрешно.
Једна алтернативна хипотеза то сугеришенепозната интеракција тамне материје може да формира већину овог зрачења. Научници ће то моћи да сазнају у новим експериментима, а можда и додатни трагови садрже мистериозне Фермијеве мехуриће.
Опширније:
НАСА открива како изгледа будућност Сунчевог система
Физичари су охладили атоме да би забележили температуре. Они су милијарду пута хладнији од свемира.
Истраживачи објашњавају зашто су се Индија и Азија врло брзо судариле
Насловна слика: НАСА/ГСФЦ/ДОЕ/Ферми ЛАТ/Д.Финкбеинер ет ал.