Впечатление художника о внегалактическом фоновом излучении и поглощении света. нажмите, чтобы увеличить
Вселенная заполнена рассеянным сиянием излучения, исходящего от всех звезд и галактик. Этот космический туман на самом деле трудно обнаружить, потому что поблизости есть много ярких объектов, которые могут его смыть; как то, как огни города затеняют звезды ночью. Одним из способов измерения этого излучения является использование излучения квазаров, которые являются чрезвычайно яркими и отдаленными. Излучение высоких энергий от квазаров теряет энергию при прохождении через это фоновое излучение, и это можно измерить.
Космический фоновый свет мерцает во всем пространстве. Звезды, галактики - всевозможные источники - способствуют этому; на самом деле свет - это их остатки. Теперь астрофизики обнаружили, что этот свет едва ли настолько интенсивен, как кто-либо догадывался. Исследователи использовали два удаленных квазара в качестве «зондов» и записали свои гамма-спектры, используя H.E.S.S. телескопы в Намибии. Эти спектры оказались слегка покрасневшими; фоновый свет, казалось, лишь слегка запутывал излучение квазаров. Эти наблюдения не только проливают свет на фоновый свет, но и на такие важные темы, как рождение и развитие галактик (Природа, 20 апреля 2006 г.).
Звезды, галактики, квазары и многие другие объекты способствуют туману излучения во вселенной. Он пронизывает все межгалактическое пространство; это «оставшийся» свет, который излучают все эти объекты. Внегалактический фоновый свет - EBL - скрывает ценность звездной активности эпох с момента создания первых звезд до наших дней. Ученые долго пытались измерить этот выброс. Однако сделать это напрямую непросто и крайне неточно, потому что атмосфера Земли, Солнечная система и Млечный Путь испускают излучение, которое мешает наблюдать слабые ЭЛП.
Одним из выходов из этой проблемы является наблюдение квазаров - заводов космической энергии, в середине которых находится огромная черная дыра. Эти «гравитационные ловушки» поглощают газ вокруг себя и выплескивают его обратно в плазму, ускоряясь почти до скорости света. Это излучение, связанное с протонами, электронами и электромагнитными волнами. Часто он может быть в сотни раз шире своей материнской галактики. Если этот «квазар-спрей» направляется в направлении Земли, излучение может показаться довольно сильным - астрономы называют это «блазар».
Два объекта, которые H.E.S.S. Исследователи наблюдали оба блазары. Как использовать их в качестве зондов? Они посылают очень энергичные частицы гамма-света, которые теряют силу на пути к Земле, когда сталкиваются с фотонами EBL. Это приводит к покраснению исходного гамма-спектра блазар - например, когда Солнце приближается к горизонту в сумерках, а атмосфера Земли рассеивает больше синей части солнечного света, чем красной. Чем плотнее атмосфера, тем краснее солнце. Покраснение зависит от толщины носителя. Этот факт является ключом к исследованию состава EBL.
Луиджи Костаманте из Института ядерной физики им. Макса Планка в Гейдельберге говорит, что «главная проблема заключается в том, что распределение энергии в квазарах может принимать различные формы. До сих пор мы не могли точно сказать, выглядит ли какой-либо наблюдаемый спектр красным, потому что он действительно сильно покраснел, или так было с самого начала ».
Эта проблема была решена благодаря гамма-спектрам двух квазаров - H 2356-309 и 1ES 1101-232. Эти объекты более отдаленные, чем любые источники, наблюдаемые до сих пор. Чувствительность H.E.S.S. телескоп позволил исследовать их. Оказывается, что интенсивность EBL недостаточно сильна, чтобы краснеть квазар; спектры слишком синие и содержат слишком много гамма-лучей с более высокой энергией.
H.E.S.S. Данные позволили ученым вывести максимальную интенсивность рассеянного света. Он близок к нижнему пределу, полученному из суммы света одиночных галактик, видимых в оптическом телескопе. Это отвечает на вопрос, который озадачивал астрономов в течение многих лет: рассеянный свет создается прежде всего излучением от первых звезд? H.E.S.S. результаты, кажется, исключают эту возможность. Существует также мало места для вкладов из других источников, таких как нормальные галактики. Более пристальный взгляд на межгалактическое пространство дает новые перспективы для изучения гамма-лучей за пределами нашей галактики.
Первоисточник: Общество Макса Планка
