Naukowcy znaleźli promienie gamma starsze niż Ziemia

W kwietniu powódź potężnych promieni gamma, które podróżowały z połowy wszechświata, trafiła do sąsiedztwa Ziemi.

Przez jakąś cudowną szansę kosmiczny teleskop Fermi z NASA unosił się na orbicie Ziemi i zdołał uchwycić wybuch, zbierając mnóstwo cennych danych z rzadkiego wydarzenia kosmicznego.

Nowe badanie ilustruje nową analizę wydarzenia, która mogłaby rzucić światło na to, jak wyglądałyby średniowiecze wszechświata, a także dać więcej wglądu w to, jak kosmiczne promienie gamma są wytwarzane i jak się zachowują.

Po pierwsze, jakaś perspektywa:

Te szczególne promienie gamma - niektóre z najwyższych energii, jakie kiedykolwiek zaobserwowano i z najdalszej odległości - faktycznie pochodzą od supermasywnej czerni w centrum odległej galaktyki „blazar” o nazwie PKS 1441 + 25. Ta szczególna supermasywna czarna dziura, wspólna wszystkim blazarom, jest 70 milionów razy masywniejsza niż słońce. Blazary są jednymi z najbardziej energetycznych zjawisk niebieskich, jakie istnieją w znanym wszechświecie.

Gdy w kwietniu PKS 1441 + 25 wyrwał się poważny wybuch, astronomowie z teleskopu Czerenkowa z obrazowaniem gamma atmosferycznego lub MAGIC z La Palma na Wyspach Kanaryjskich odkryli wybuch promieni gamma z danych Fermiego.

Akt MAGIC podążył za analizą i ustalił, że promienie gamma wyrzucane przez PKS 1441 + 25 były ponad 9-10 miliardami razy większe niż energia światła widzialnego - co było zaskoczeniem, ponieważ galaktyka jest tak daleko. Promienie gamma zamieniają się w cząstki, gdy zderzają się ze światłem o niskiej energii, więc w zasadzie tracą moc dalej. Światło gwiazd jest rodzajem światła kryptonitu promieni gamma.

Aby promienie gamma uczyniły je tak jasnymi, jak to było, musiały unikać ciasnej sieci fotonów otaczających czarne dziury, a także omijać pozagalaktyczne światło tła lub EBL, które przenika przez resztę Wszechświata. („EBL” jest zasadniczo zbiorem słabego światła między wszystkimi gwiazdami i galaktykami, jakie kiedykolwiek istniały.)

Teraz nie ma realnego sposobu na promienie gamma w tym przypadku, aby uniknąć EBL. I to dobrze - autorzy badania wykorzystali pomiary, aby pomóc w obliczeniu nowego, dokładniejszego zrozumienia tego, jak potężny jest EBL. W efekcie promienie gamma powoli odrywane przez EBL były błogosławieństwem.

Ale jak promienie unikały sieci fotonów otaczających supermasywną czarną dziurę? Właśnie tam przedstawiamy inny zespół astronomów z Systemu Array Teleskopu Bardzo Energetycznego Promieniowania w Arizonie. Zaobserwowali dziwne pomiary, które nie korelowały z ich początkowym założeniem, że promienie gamma powstają na obszarach położonych najbliżej czarnej dziury.

Zamiast tego zespół VERITAS odkrył, że obszar emisji dla tych promieni gamma, a także inne światło o różnych energiach, pochodziły z jednego regionu oddalonego o pięć lat świetlnych od samej czarnej dziury - większej niż odległość między słońcem i najbliższa gwiazda. Kiedy materia wpada w czarną dziurę, czasami jest wyrzucana jak potężny strumień z biegunów wirującego dysku nicości. Dla PKS 1441 + 25 jeden z tych dysz skierowany jest prosto na Ziemię. (Trochę przerażające, prawda?)

Podejrzewa się, że ten strumień odgrywa rolę w przesunięciu punktu emisji promieniowania gamma z dala od czarnej dziury, pozwalając im na uniknięcie wszechpotężnego przyciągania grawitacyjnego, a w efekcie pomagając im uniknąć anihilacji przez sieć fotonów.

To niegodziwe rzeczy, ale co ważniejsze, nowe dane pomagają wyjaśnić, jak zachowały się starsze części wszechświata. Coś takiego jak PKS 1441 + 25 nigdy tak naprawdę nie zostało znalezione bliżej Ziemi, a badanie światła, które podróżowało z tak dużych odległości, pomaga nam zobrazować, czym był wczesny wszechświat.

Fascynujące będzie zobaczenie, co jeszcze astronomowie są w stanie uzyskać z tych danych. Na razie, zanurzmy się w wiedzy, że na naszej planecie jest blazar strzelający wysokoenergetycznymi promieniami.