Teleskop Fermi prezentuje mapę źródeł twardego promieniowania

Teleskop Fermi prezentuje mapę źródeł twardego promieniowania
Teleskop Fermi prezentuje mapę źródeł twardego promieniowaniaOriginal Press Release
Po ponad trzech lat w przestrzeni kosmicznej, teleskop wysokich energii NASA Fermi Gamma-ray Space Telescope poszerza obraz nieba w bardzo słabo zbadane zakresy fal elektromagnetycznych.

Zanim Fermi zaczął badać niebo znaliśmy cztery źródła promieniowania o energiach przekraczających 10 GeV, wszystkie były pulsarami. Teleskop LAT odkrył przed nami setki takich źródeł, i dopiero teraz po raz pierwszy dostrzegamy, jak różnorodne niebo tak wysokich energii

David Thompson
NASA Goddard SFC

Jakikolwiek obiekt produkujący promieniowanie gamma o takich energiach musi podlegać nadzwyczajnym procesom astrofizycznym. Ponad połowa z 496 źródeł w nowym spisie to aktywne galaktyki, w których materia opadająca na supermasywne czarne dziury  napędza dżety cząsteczek poruszających się z prędkością bliską prędkości światła.

Tylko około 10 procent źródeł leży w Galaktyce. Obejmują one szybko obracające się gwiazdy neutronowe – pulsary, rozszerzające się pozostałości po wybuchach supernowych, a w kilku przypadkach, układy podwójne zawierające masywne gwiazdy.

Ponad jedna trzecia źródeł pozostaje tajemnicą, nie mając zidentyfikowanych odpowiedników zaobserwowanych w innych częściach widma. Dzięki nowemu katalogowi astronomowie po raz pierwszy będą mogli porównać zachowanie różnych źródeł w szerszym zakresie  energii .

Podobnie jak jasne w podczerwieni źródła czasem są niewidzialne w ultrafiolecie, tak niektóre źródła promieniowania gamma powyżej 1 GeV znikają całkowicie, gdy obserwuje się je w jeszcze wyższych energiach.

Jednym z przykładów jest znana radiogalaktyka NGC 1275, która jest jasnym, wyraźnym źródłem energii poniżej 10 GeV. Przy wyższych energiach wyraźnie zanika, a obok zaczyna być widoczne inne źródło. Powyżej 100 GeV, NGC 1275 staje się niewykrywalny dla teleskopów sondy Fermi, podczas gdy nowe źródło, radiogalaktyka IC 310, staje się obiektem jasno świecącym w tych energiach.

Lista źródeł twardego promieniowania gamma obserwatorium Fermi jest produktem międzynarodowego zespołu kierowanego przez Pascala Fortina z Laboratoire Ecole Polytechnique w Leprince-Ringuet w Palaiseau we Francji i David Paneque z Instytutu Fizyki Maxa Plancka w Monachium w Niemczech.

Katalog służy jako ważne źródło referencyjne dla naziemnych instrumentów – teleskopów obserwujących promieniowanie Czerenkowa, które wykryły około 130 źródeł promieniowania gamma o energiach powyżej 100 GeV. Do obserwatoriów tych należą teleskop Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov (MAGIC) na Wyspach Kanaryjskich, Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS) w Arizonie, oraz High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) w Namibii.

„Nasz katalog będzie miał znaczący wpływ na pracę urządzeń naziemnych, wskazując im najbardziej prawdopodobne miejsca  emisji promieniowania gamma powyżej 100 GeV „- mówi Paneque.

W porównaniu do teleskopu LAT sondy Fermi naziemne obserwatoria mają znacznie mniejsze pole widzenia. Również okres ich obserwacji jest znacznie bardziej ograniczony – nie mogą pracować w ciągu dnia, w czasie złej pogody i podczas Pełni.

„W miarę jak Fermi wciąż pogłębia nasze spojrzenie na źródła twardego promieniowania, teleskopy naziemne stają się coraz bardziej czułe na miększe promienie gamma, co pozwala na powiązanie tych dwóch systemów energetycznych „- zauważa na koniec Fortin.

Źródła:

NASA's Fermi Space Telescope Explores New Energy Extremes

After more than three years in space, NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope is extending its view of the high-energy sky into a largely unexplored electromagnetic range. Today, the Fermi team announced its first census of energy sources in this new realm.

Fermi's Large Area Telescope (LAT) scans the entire sky every three hours, continually deepening its portrait of the sky in gamma rays, the most energetic form of light. While the energy of visible light falls between about 2 and 3 electron volts, the LAT detects gamma rays with energies ranging from 20 million to more than 300 billion electron volts (GeV).

At higher energies, gamma rays are rare. Above 10 GeV, even Fermi's LAT detects only one gamma ray every four months.

„Before Fermi, we knew of only four discrete sources above 10 GeV, all of them pulsars,” said David Thompson, an astrophysicist at NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md. „With the LAT, we've found hundreds, and we're showing for the first time just how diverse the sky is at these high energies.”

Any object producing gamma rays at these energies is undergoing extraordinary astrophysical processes. More than half of the 496 sources in the new census are active galaxies, where matter falling into a supermassive black hole powers jets that spray out particles at nearly the speed of light.

Only about 10 percent of the known sources lie within our own galaxy. They include rapidly rotating neutron stars called pulsars, the expanding debris from supernova explosions, and in a few cases, binary systems containing massive stars.

More than a third of the sources are completely unknown, having no identified counterpart detected in other parts of the spectrum. With the new catalog, astronomers will be able to compare the behavior of different sources across a wider span of gamma-ray energies for the first time.

Just as bright infrared sources may fade to invisibility in the ultraviolet, some of the gamma-ray sources above 1 GeV vanish completely when viewed at higher, or „harder,” energies.

One example is the well-known radio galaxy NGC 1275, which is a bright, isolated source below 10 GeV. At higher energies it fades appreciably and another nearby source begins to appear. Above 100 GeV, NGC 1275 becomes undetectable by Fermi, while the new source, the radio galaxy IC 310, shines brightly.

The Fermi hard-source list is the product of an international team led by Pascal Fortin at the Ecole Polytechnique's Laboratoire Leprince-Ringuet in Palaiseau, France, and David Paneque at the Max Planck Institute for Physics in Munich.

The catalog serves as an important roadmap for ground-based facilities called Atmospheric Cherenkov Telescopes, which have amassed about 130 gamma-ray sources with energies above 100 GeV. They include the Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov telescope (MAGIC) on La Palma in the Canary Islands, the Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS) in Arizona, and the High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) in Namibia.

„Our catalog will have a significant impact on ground-based facilities' work by pointing them to the most likely places to find gamma-ray sources emitting above 100 GeV,” Paneque said.

Compared to Fermi's LAT, these ground-based observatories have much smaller fields of view. They also make fewer observations because they cannot operate during daytime, bad weather or a full moon.

„As Fermi's exposure constantly improves our view of hard sources, ground-based telescopes are becoming more sensitive to lower-energy gamma rays, allowing us to bridge these two energy regimes,” Fortin added.

NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope is an astrophysics and particle physics partnership. Fermi is managed by Goddard. It was developed in collaboration with the U.S. Department of Energy, with important contributions from academic institutions and partners in France, Germany, Italy, Japan, Sweden and the United States.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *