Research Center
for Earth Operative Monitoring

 

RUS | ENG

main page newsspace newsнайден новый суперисточник гамма-лучей неизвестной природы в нашей галактике

Найден новый суперисточник гамма-лучей неизвестной природы в нашей Галактике. / December 16, 2004 /

Группе европейских астрономов, работающих в германском городе Гейдельберг, и их коллегам из коллаборации HEGRA удалось найти новый неидентифицированный очень высокоэнергетичный источник гамма-излучения в нашей Галактике. Источник, обозначенный как TeV J2032+4130, обнаружен с помощью системы телескопов наземного базирования, отображающей черенковское излучение.

Эта система — Imaging Atmosphere Cherenkov Telescope System — состоит из пяти телескопов и предназначена для того, чтобы улавливать вторичное излучение, производимое высокоэнергетичными частицами, взаимодействующими с земной атмосферой. Открытие TeV J2032+4130 представляет большой научный интерес, поскольку подобные высокоэнергетические источники в нашей Галактике чрезвычайно редки, большинство их находится за пределами Млечного пути. К тому же особо интригующим считается то, что данный источник не сопровождается никакими сопутствующими эффектами в других длинах волн, и даже в рентгеновском диапазоне ничего в этой области неба не обнаруживается. Новая находка заставляет вспомнить и о недавнем открытии еще одного мощного неидентифицированного источника, позволяя говорить о новом классе высокоэнергетических источников гамма-излучения неизвестной природы.

В общем потоке космических частиц гамма-излучение можно выделить за счет того, что, в отличие от нейтральных гамма-квантов, заряженные частицы приходят в земную атмосферу изотропно со всех направлений. Дело в том, что траектории заряженных частиц космических лучей в ходе их путешествия к Земле преломляются под воздействием галактических и межгалактических магнитных полей, «забывая» таким образом свое изначальное направление. Напротив, гамма-лучи как незаряженные частицы не испытывают воздействия магнитных полей и к Земле следуют прямым путем, сохраняя таким образом важнейшую информацию о породивших их источниках. Проверяя, прибывает ли данная порция излучения с одного-единственного направления или со всех направлений разом, можно отличить, чем она порождается — заряженными космическими частицами или гамма-лучами.

Наблюдения в области гамма-излучения сверхвысоких энергий посредством наземных установок проводятся начиная с 60-х годов прошлого века. А на протяжении последнего десятка лет были основаны сразу несколько наземных обсерваторий, перед которыми ставилась задача по обнаружению гамма-излучения из самого верхнего энергетического диапазона. Принцип действия у всех подобных установок один и тот же — регистрируется то вторичное излучение, что возникает при взаимодействии высокоэнергетических (и обладающих высокой проникающей способностью) гамма-квантов с земной атмосферой (то есть в качестве «рабочего вещества» используется окружающий нас воздушный океан). Речь идет о так называемом черенковском излучении (излучение Черенкова — Вавилова, эффект открыт в 1934 году советскими учеными). Источником этих скоротечных (продолжительностью в миллиардные доли секунды) слабых голубоватых вспышек являются частицы, движущиеся в земной атмосфере со скоростями, превышающими скорость света в воздухе (которая немного ниже, чем скорость света в вакууме). Этот эффект чем-то напоминает сверхзвуковой удар, который возникает, если самолет летит со сверхзвуковой скоростью.
Одной из первых около десяти лет назад была построена стереоскопическая система обнаружения высокоэнергетических гамма-лучей, состоящая из пяти одинаковых телескопов, рассматривающих одни и те же события с немного разных углов и «отбраковывающих» те, что порождаются заряженными частицами. Эта установка — результат сотрудничества (коллаборации) немецких, испанских и армянских ученых, получившего наименование HEGRA (High Energy Gamma-Ray Astronomy — Высокоэнергетическая гамма-лучевая астрономия). Данная методика приводит к улучшенной реконструкции начальной частицы гамма-излучения, входящей в атмосферу. Система способна идентифицировать направление приходящего гамма-кванта с точностью свыше 0,1°.

Используя эту систему, теперь удалось подтвердить открытие высокоэнергетического источника гамма-излучения, которое было сделано несколько лет назад. В обозначении TeV J2032+4130 буквы TeV относятся к энергетическому диапазону источника, это сокращение от «тераэлектронвольт» — ТэВ — означает, что энергия источника имеет порядок триллиона 1012 эВ. Номер J2032+4130 обозначает позицию источника на небе.

TeV J2032+4130 имеет очень интересные особенности. Гамма-кванты, испускаемые TeV J2032+4130, оказались в числе наиболее энергетически эффективных фотонов, когда-либо наблюдаемых землянами. И с наибольшей вероятностью он расположен в пределах нашей собственной Галактики. В число других (очень немногих) «местных» источников чрезвычайно высокоэнергетических гамма-квантов входит сам галактический центр и всем известная Крабовидная туманность — остаток взрыва сверхновой. В обоих случаях соответствующие источники довольно сильно излучают также и в рентгеновском диапазоне, что позволяет говорить о наличии там ускоренных электронов. В противоположность этому TeV 2032+4130 не имеет никаких «дублеров» на других длинах волн, и (что особенно странно) их нет даже в «соседнем» рентгеновском диапазоне. Отсутствие (или, по крайней мере, чрезвычайно низкий уровень) рентгеновского излучения TeV 2032+4130 заставляет думать, что испускание гамма-лучей в этом случае является результатом взаимодействия ускоренных космических лучей с локальным окружающим веществом.

TeV J2032+4130 расположен в области чрезвычайно активного звездообразования в созвездии Лебедя, содержащей большое количество рентгеновских источников и источников низко-энергетического гамма-излучения. Для объяснения «буйства» TeV J2032+4130 коллаборацией HEGRA велся поиск объектов, которые могли бы ускорять космические частицы до достаточно высоких энергий. В качестве подобных ускорителей могут выступать остатки сверхновых, расширяющиеся газовые оболочки, которые представляют собой наружные слои взорвавшихся звезд. Однако никакого подходящего остатка сверхновой звезды обнаружить в этой области не удалось. Ученые высказали предположение, что TeV J2032+4130 может быть связан с ассоциацией звезд Cygnus (Лебедь) OB2. Ассоциация OB — это группа очень горячих и массивных молодых звезд (OB ее называют потому, что такие звезды относятся как правило к спектральным классам O и B). Ассоциация Cygnus OB2, как считают, снабжает энергией весь этот регион через интенсивные звездные ветры, исходящие от ее звезд.

Выявлением источника TeV J2032+4130 с помощью достаточно длительной экспозиции (приблизительно 200 часов) HEGRA продемонстрировала принципиальные возможности стереоскопической методики наземного обнаружения очень высокоэнергетических гамма-лучей. А вот следующее поколение наземных приборов подобного типа способно находить подобные источники уже в течение всего лишь нескольких часов. Один из приборов этого нового поколения, так называемая Высокоэнергетическая стереоскопическая система (High Energy Stereoscopic System — H.E.S.S.), состоящая из четырех телескопов, установленных в высокогорной части Намибии (Юго-Западная Африка), также построена с помощью международного сотрудничества и открыта ранее в этом году. Недавно с ее помощью выявлен подобный неидентифицированный источник ТэВ-диапазона. По всей видимости, при дальнейшем развитии технологии наблюдений будет обнаружен целый новый класс высокоэнергетических источников гамма-излучения пока еще неизвестной природы.

Источник: http://grani.ru

Print version

    the other articles: Russian Cosmonauts To Launch Nanosatellites During EVA, Progress MS In-Flight Testing Completed, Miniature Equipment for Extended Lifetime of National Satellites, Kanopus-V-IK Injected Successfully into Near-Earth Orbit, Kanopus-V-IK Prelaunch Processing,
    all articles

© Official Site of Research Center for Earth Operative Monitoring (NTS OMZ). Where any materials on this site are republished or copied, the source of the material must be identified.

127490, Moscow, Decabristov st., b.51, h.25
Tel.: +7 (495) 925-0419, +7 (495) 229-4389, Fax: +7 (495) 509-1200
E-mail: ntsomz@ntsomz.ru

 

Яндекс цитирования Rambler's Top100 Система Orphus