Впечатление художника от целостного наблюдения Земли. Изображение предоставлено: ESA Увеличить
Космическое пространство заполнено непрерывным, рассеянным излучением высокой энергии. Чтобы выяснить, как производится эта энергия, ученые из Интегральной гамма-обсерватории ЕКА испробовали необычный метод: наблюдение Земли из космоса.
Во время четырехэтапной кампании наблюдения, начатой 24 января этого года, продолжавшейся до 9 февраля, Интеграл смотрел на Землю. Нуждаясь в сложных операциях управления с земли, спутник удерживался в фиксированной ориентации в космосе, ожидая дрейфа Земли через поле его зрения.
Необычно, что основной целью этих наблюдений является не сама Земля, а то, что можно увидеть на заднем плане, когда Земля движется перед спутником. Это происхождение рассеянного излучения высокой энергии, известного как «космический рентгеновский фон».
До сих пор с Integral это никогда не изучалось одновременно с таким широким диапазоном энергетического охвата с 1970-х годов и, конечно, не с такими передовыми инструментами.
Астрономы полагают, что «космический рентгеновский фон» создается многочисленными сверхмассивными и аккрецирующими черными дырами, распределенными по всему глубокому космосу. Эти мощные монстры притягивают материю, которая затем сильно ускоряется и излучает высокую энергию в виде гамма- и рентгеновских лучей.
Рентгеновские обсерватории, такие как ESA XMM-Newton и NASA Chandra, смогли идентифицировать и напрямую подсчитать большое количество отдельных источников? скорее всего черные дыры? это уже составляет более 80 процентов измеренного космического диффузного рентгеновского фона.
Тем не менее, очень мало известно о происхождении полосы наибольшей энергии этого космического излучения, выше диапазона этих двух спутников. Это распространяется в форме высокоэнергетических рентгеновских и гамма-лучей, в пределах досягаемости Интеграла.
Считается, что большая часть фонового излучения гамма-излучения также создается отдельными сверхмассивными черными дырами, но ученым необходимо объединить это излучение с четко определенными источниками, чтобы сделать однозначное утверждение. Фактически, другие источники, такие как далекие галактики или близкие слабые источники, также могут быть ответственны за это.
Определить отдельные источники в гамма-диапазоне, которые составляют диффузный космический фон, гораздо сложнее, чем подсчитать отдельные источники рентгеновского излучения. Фактически, мощные гамма-лучи нельзя сфокусировать линзами или зеркалами, потому что они просто проходят сквозь них.
Таким образом, для получения гамма-изображения источника Integral использует технику «маски» - метод косвенной визуализации, который состоит в обнаружении тени маски, расположенной на верхней части телескопа, проецируемой источником гамма-излучения.
Во время наблюдений ученые использовали диск Земли в качестве «дополнительной маски». Земля естественным образом блокирует или скрывает самый большой поток энергии от миллионов отдаленных черных дыр.
Их суммарный поток может быть точно измерен косвенным путем, то есть путем измерения амплитуды и энергетического спектра падения энергии, когда Земля проходит через поле зрения Интеграла. Как только это станет известно, ученые могут в конечном итоге попытаться подключить излучение к отдельным источникам.
Все наблюдения были очень успешными, так как все гамма-и рентгеновские приборы на борту Integral (IBIS, SPI и JEM-X) регистрировали четкие и однозначные сигналы в соответствии с ожиданиями.
Интегральные ученые уже приступают к анализу данных. Цель состоит в том, чтобы в конечном итоге понять происхождение фонового излучения с наибольшей энергией и, возможно, дать новые подсказки в истории роста сверхмассивных черных дыр с ранних эпох Вселенной.
Источник: ESA Portal
