Új energiákon vizsgálják a Világegyetemet

A Fermi gamma-sugár űrtávcső (Fermi Gamma-ray Space Telescope) fedélzetén található egyik műszer, az ún. Nagylátómezejű Távcső (LAT – Large Area Telescope) 20 MeV és 300 GeV közötti tartományban érzékeny, s három óránként a teljes égboltot végigszkenneli gamma-források után kutatva.
A képen a LAT által három év alatt összegyűjtött 1 GeV-nál nagyobb energiájú gamma-források láthatóak. A világosabb színek a fényesebb forrásokat jelölik. A diffúz sugárzás az egész égboltot betölti, a diszkrét források pedig elsősorban pulzárok, szupernóva-maradványok, illetve aktív galaxismagok.
A gamma-sugarak az elektromágnes spektrum nagyenergiájú végén helyezkednek el. Míg a látható fény különböző színei a 380-640 nm-es (3,8-6,4×10-7 m) tartományba esnek, addig a gamma-sugarak hullámhossza rövidebb, mint 10 pm (vagyis 10-11 m), ezért a különböző tartományokat a gamma-sugarak esetében inkább azok energiájával szoktuk jellemezni. A gamma fotonok energiája meghaladja a százezer elektronvoltot (100 keV), míg a látható fényé 2-3 eV között mozog.
A 10 GeV-nál nagyobb energiájú forrásokból már kevesebbet látunk, s közöttük olyanok is vannak, ahonnan négyhavonta érkezik egyetlen gamma-foton.
A Fermi gammatávcső felbocsátása előtt mindössze négy 10 GeV-nál nagyobb energiájú sugárzást kibocsátó pontforrást ismertünk, melyek mindegyike pulzár. A LAT segítségével azonban már több száz új, nagyon nagy energiájú gamma-sugár forrást fedeztek fel. A források több mint harmadát nem tudjuk beazonosítani (más, pl. optikai vagy rádiótartományban észlelt forrással), az azonban bizonyos, hogy ilyen nagy energiák létrehozásához extrém körülmények szükségesek. A 496 forrásnak több mint a fele aktív galaxismag, ahol a galaxis közepén található szupermasszív fekete lyukba behulló anyag hatására átellenes irányokban két nagyenergiájú részecskenyaláb (jet) távozik közel fénysebességgel.
A források mintegy 10 százaléka a Tejútrendszerben található: gyorsan forgó neutroncsillagok (pulzárok), táguló szupernóva-maradványok, valamint néhány, masszív csillagot (fehér törpét, neutroncsillagot vagy fekete lyukat) tartalmazó kettős rendszer.
A különböző diszkrét források nem feltétlenül látszanak minden tartományban. Miként például a csillagkeletkezési területeken a csillagokat körülvevő anyag is infravörösben látható, míg optikai tartományban nem, úgy a gamma-források sem látszanak a gamma-sugárzás minden tartományában.
A képen kivehető, hogy az NGC 1275 néven ismert rádiógalaxis igen fényes a 10 GeV-nál kisebb energiák esetén, a 10 és 100 GeV közötti tartományban azonban már lényegesen halványabb, s elkezd megjelenni mellette egy másik diszkrét gamma-forrás. 100 GeV fölött pedig az NGC 1275 már teljesen eltűnik, az előbb megjelent forrás pedig (az IC 310 jelű rádiógalaxis) fényesen ragyog.
Forrás: NASA