:quality(70)/cloudfront-eu-central-1.images.arcpublishing.com/irishtimes/SNOCUXE7BRGC5L4QJRBKGJB4HE.jpg)
Астрономы обнаружили неожиданную и необъяснимую особенность за пределами нашей Галактики Млечный Путь: высокоэнергетическое световое излучение, называемое гамма-лучами.
Команда, стоящая за открытием, в том числе космолог НАСА и Университета Мэриленда Александр Кашлинский, обнаружила сигнал гамма-излучения, просматривая 13-летние данные телескопа Ферми НАСА.
«Это совершенно случайное открытие», — сказал Кашлински. Об этом он заявил в своем заявлении. «Мы обнаружили гораздо более сильный сигнал и в другой части неба, чем тот, который мы искали».
Что делает этот гамма-сигнал еще более странным, так это тот факт, что он падает на другую необъяснимую особенность космоса — источник некоторых из самых энергичных космических частиц, когда-либо обнаруженных.
Связанный: Пульсар удивил астрономов рекордным гамма-излучением
Команда считает, что недавно обнаруженный сигнал связан с этими высокоэнергетическими частицами или космическими лучами, которые в основном состоят из протонов, нейтронов и атомных ядер.
Эти космические лучи сверхвысокой энергии (UHECR) несут в миллиард раз больше энергии, чем гамма-лучи, и их происхождение остается одной из величайших загадок астрофизики, загадкой, которая усугубляется открытием этого источника гамма-лучей.
Поиски космических окаменелостей привели к гамма-сюрпризу
Эта загадочная новая особенность гамма-излучения может быть похожа на странное свойство космического микроволнового фона (CMB).
Реликтовое излучение представляет собой старейший свет во Вселенной и представляет собой космическое ископаемое, оставшееся от события, произошедшего примерно через 380 000 лет после Большого взрыва. До этого Вселенная представляла собой горячий, плотный суп из свободных электронов и протонов, через который не мог проходить свет.
Однако примерно в это время Вселенная достаточно остыла, чтобы позволить электронам и протонам объединиться и образовать первичные атомы. Внезапное отсутствие свободных электронов означает, что фотоны, частицы света, больше не рассеиваются бесконечно этими отрицательно заряженными частицами.
Вселенная буквально в одно мгновение превратилась из непрозрачной в прозрачную, позволяя первому свету путешествовать. Реликтовое излучение состоит из первых фотонов, которые свободно перемещаются.
Связанный: Что такое космический микроволновый фон?
Поскольку Вселенная расширялась в течение следующих примерно 13,8 миллиардов лет, эти фотоны потеряли энергию и теперь имеют единую температуру минус 454 градуса по Фаренгейту (минус 270 градусов по Цельсию).
Реликтовое излучение впервые наблюдалось американскими радиоастрономами Робертом Уилсоном и Арно Пензиасом в мае 1964 года как микроволновое излучение во всех направлениях неба над Землей. Однако в 1990-х годах это кажущееся единообразие было поставлено под сомнение, когда космический корабль НАСА Cosmic Background Explorer (COBE) обнаружил небольшие изменения температуры реликтового излучения.
COBE обнаружил, что реликтовое излучение на 0,12% горячее, с большим количеством микроволн в направлении созвездия Льва, и на 0,12% холоднее, чем в среднем, в противоположном направлении, с меньшим количеством микроволн.
Эта картина, или «диполь», в реликтовом излучении обусловлена движением нашей Солнечной системы — со скоростью 230 миль в секунду относительно поля ископаемого излучения. Однако если бы это было так, подобные диполи, возникающие в результате движения Солнечной системы, должны были бы возникать во всем свете, исходящем от астрофизических источников за пределами Солнечной системы, но этого пока не наблюдалось.
Астрономы ищут этот эффект в других типах света, чтобы подтвердить, что диполь реликтового излучения является результатом нашего движения.
«Такое измерение важно, потому что изменение размера и направления диполя реликтового излучения может дать нам представление о физических процессах, которые происходили в очень ранней Вселенной, вероятно, начиная с того времени, когда она составляла менее триллионной доли Второй возраст», — сказал член команды Фернандо Атрио Баранделла, профессор теоретической физики в Университете Саламанки в Испании.
Одна космическая загадка или две?
Команда обратилась к Ферми и его телескопу большой площади (LAT), который сканирует все небо над Землей несколько раз в день, чтобы собрать и сравнить данные за многие годы. Исследователи надеются, что в данных LAT будет обнаружена картина дипольного излучения, которую можно будет обнаружить в гамма-лучах.
Из-за эффектов специальной теории относительности и высокоэнергетической природы гамма-лучей этот диполь должен быть в пять раз более заметен в этих данных, чем в низкоэнергетическом микроволновом свете реликтового излучения. Команда нашла нечто похожее на этот узор, но не в том месте, где они ожидали.
«Мы нашли гамма-диполь, но его пик находится на южном небе, далеко от реликтового излучения. [peak]«Его размер в 10 раз больше, чем мы ожидали, исходя из нашего движения», — сказал член команды Крис Шредер, астрофизик из Католического университета Америки. «Хотя это не то, что мы искали, мы подозреваем, что это может быть связано с аналогичной особенностью, обнаруженной для космических лучей более высоких энергий».
Соответствующий диполь обнаружен в ливнях заряженных частиц высоких энергий, образующих UHECR по мере достижения Земли, которые впервые наблюдались обсерваторией Пьера Оже в Аргентине в 2017 году.
Хотя эти заряженные частицы по мере движения к Земле отклоняются от магнитного поля Млечного Пути и других магнитных полей, а сила этого отклонения зависит от энергии и заряда частицы, диполь UHECR все равно достигает максимума в каком-то месте. Подобно тому, как Кашлински и его коллеги нашли источник гамма-излучения.
Команда предполагает, что из-за этой корреляции на месте загадочные гамма-лучи и лучи UHECR, вероятно, связаны друг с другом, особенно с учетом того, что оба явления производятся неточечными источниками.
Астрономы теперь хотят исследовать места этих выбросов, чтобы определить источник или, возможно, источники этого света сверхвысокой энергии и этих частиц сверхвысокой энергии, чтобы увидеть, действительно ли они связаны и представляют ли они одну космическую загадку. нужно решить или решить. два.
Результаты команды были представлены Кашлинским на 243-м собрании Американского астрономического общества в Новом Орлеане, штат Луизиана, и обсуждены в бумага Оно было опубликовано в среду (10 января) в The Astrophysical Journal Letters.
«Главный евангелист пива. Первопроходец в области кофе на протяжении всей жизни. Сертифицированный защитник Твиттера. Интернетоголик. Практикующий путешественник».
More Stories
Риск развития остеоартрита коленного сустава может зависеть от мышечной массы
Исследование: Удлиненная морда защищает лисиц, ныряющих под лед, от травм
Идентифицирована генетическая причина спиноцеребеллярной атаксии 4