Teleskop Fermi odkrywa nieznane struktury w Drodze Mlecznej

0

Należący do NASA satelita Fermi, będący orbitalnym obserwatorium gamma, odkrył nieznane wcześniej źródła tego promieniowania, leżące ponad i poniżej dysku Drogi Mlecznej. Te potężne struktury rozciągają się na przestrzeni 50 tysięcy lat świetlnych i mogą być pozostałościami po procesach związanych z supermasywną czarną dziurą, znajdującą się w centrum naszej Galaktyki.

Zarejestrowane dane wskazują na obecność dwóch bliźniaczych “bąbli” promieniowania gamma, które sięgają do 25 tysięcy lat świetlnych od płaszczyzny naszej Galaktyki. Ich pochodzenie i natura nie jest znana. Wiadomo jednak, że struktury te zajmują niemal połowę widocznego nieba, poczynając od konstelacji Panny na gwiazdozbiorze Żurawia kończąc i mogą posiadać wiek liczony w milionach lat.

Zespół naukowców, który dokonał odkrycia wykorzystał publicznie dostępne dane, zebrane za pośrednictwem teleskopu LAT satelity Fermi. LAT, lub Large Area Telescope, jest najbardziej czułym detektorem promieniowania gamma jaki został do tej pory wyniesiony w przestrzeń kosmiczną. Umożliwia również wykonywanie obrazów w tym wysokoenergetycznym zakresie promieniowania z niezrównaną rozdzielczością.

Inni astronomowie, którzy także studiują kosmiczne promieniowanie gamma nie zarejestrowali tych tworów – prawdopodobnie przyczyniło się do tego zjawisko swoistej “mgły” promieniowania gamma, które wydaje się wypełniać całą przestrzeń nieba. Powodem jego występowania jest między innymi interakcja elektronów poruszających się z prędkościami bliskimi prędkości światła z fotonami oraz gazem, który wypełnia Drogę Mleczną. Jednym z efektów tej interakcji jest emisja kwantów promieniowania o wysokiej energii – czyli fotonów gamma.

Aby poradzić sobie z tymi niepożądanymi “zakłóceniami”, zespół LAT wykorzystuje stale rozwijane modele matematyczne, które pomagają odkryć nowe, wcześniej niewidoczne obiekty (źródła promieniowania gamma), do tej pory ukryte w szumie detektora. Właśnie dzięki modelowaniu komputerowemu różnych możliwych “wariantów” występującej “mgły”, zespołowi naukowców udało się wyizolować obraz “bąbli” z danych LAT.

Obecnie prace skupiają się na analizach, które być może umożliwią lepsze zrozumienie zaobserwowanego zjawiska i pozwolą na poznanie mechanizmu, który doprowadził do jego powstania. Emisje z tych bąbli posiadają znacznie wyższe energie niż promieniowanie gamma rejestrowane w innych częściach Drogi Mlecznej. Struktury te wydają się również posiadać wyraźnie zaznaczone brzegi. Odkryta forma bąbli może sugerować, że jest to rezultat działania jakiegoś zjawiska, które w gwałtowny sposób uwolniło potężną ilość energii. Jego źródło pozostaje jednak tajemnicą.

Jedną z możliwości jest dżet materii pochodzącej z supermasywnej czarnej dziury, znajdującej się w centrum naszej Galaktyki. W wielu innych, podobnych galaktykach naukowcy rejestrują istnienie potężnych i szybkich dżetów, zasilanych przez materię spływającą na czarną dziurę znajdującą się w ich centrach. Choć obecnie nie ma dowodów mogących świadczyć o istnieniu takiego dżetu w Drodze Mlecznej, to jednak niewykluczone, że istniał on w przeszłości. Bąble mogły uformować się także jako rezultat wypływu gazu w trakcie wzmożonego procesu formowania się gwiazd – być może tego, który jest odpowiedzialny za powstanie wielu masywnych gromad gwiazd w centrum naszej galaktyki, co miało miejsce jeszcze kilka milionów lat temu.

Pierwsze, niepewne świadectwo istnienia nowych tworów pojawiło się w trakcie realizacji misji satelity naukowego Roentgen, prowadzącego badania w zakresie promieniowania rentgenowskiego. Dane pochodzące z jego instrumentów badawczych wskazywały na obecność krawędzi obu bąbli w pobliżu środka galaktyki. Także należąca do NASA sonda WMAP (Wilkinson Microwave-Anisotropy Probe) wykryła wzrost promieniowania radiowego z pozycji odpowiadającej obu bąblom promieniowania gamma.

Fermi potrzebuje około trzech godzin do wykonania przeglądu całego nieba – opublikowany obraz przedstawiający nowo odkryte twory powstał dzięki zebraniu danych z dwóch lat.

Odkrycia dokonał zespół pod kierownictwem Douga Finkbeinera, astronoma z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, który także jako pierwszy rozpoznał nowe struktury. Praca naukowa dotycząca odkrycia zostanie opublikowana w czasopiśmie The Astrophysical Journal.

(NASA)

Ilustracja przedstawiająca nowo odkryte bąble promieniowania gamma; kolorem niebieskim oznaczono dane uzyskane przez misję satelity ROSAT; kolorem różowym pochodzące z satelity Fermi (GSFC/NASA)

Bąble promieniowania gamma posiadają bardzo wysokie energie oraz wyraźnie zdefiniowane brzegi; w obu przypadkach ich sygnatury wyraźnie odcinają się od 'mgły' gamma (NASA/DOE/Fermi LAT/D. Finkbeiner et al.)

Share.

Comments are closed.