Imej sinar gama dari kawasan pusat galaksi yang diambil oleh H.E.S.S. Klik untuk membesarkan
Ahli astrofizik yang menggunakan H.E.S.S. Sinar gamma ini diharapkan dapat dihasilkan dari zarah sinar kosmik yang lebih bertenaga, yang meresap ke seluruh galaksi kita, menabrak awan. Walau bagaimanapun, berkat kepekaan ekstrim instrumen HESS dalam julat tenaga ini, pengukuran intensiti dan tenaga yang tepat dari sinar gamma ini menunjukkan bahawa di kawasan tengah Galaxy kita zarah sinar kosmik ini biasanya lebih bertenaga daripada yang diukur jatuh ke atmosfera Bumi. Kemungkinan sebab mengapa sinar kosmik ditingkatkan dan tenaga yang lebih tinggi di jantung Galaksi kita merangkumi gema supernova yang meletup sekitar sepuluh ribu tahun sebelumnya, atau pecutan pecahan zarah dari lubang hitam super besar di pusat Galaxy kita .
Sinar gamma menyerupai sinar normal atau sinar-X, tetapi jauh lebih bertenaga. Cahaya yang dapat dilihat mempunyai tenaga sekitar satu elektron volt (1 eV), dari segi fizik. X-ray beribu-ribu hingga berjuta-juta eV. H.E.S.S. mengesan foton sinar gamma bertenaga tinggi dengan tenaga sejuta juta eV, atau satu teraelectronvolt. Sinaran gamma bertenaga tinggi ini agak jarang berlaku; walaupun untuk sumber astrofizik yang cukup kuat, hanya sekitar satu sinar gamma setiap bulan yang menyentuh meter persegi di puncak atmosfera Bumi.
Zarah-zarah bertenaga tinggi dari angkasa terus mengebom atmosfer Bumi dari semua arah. Tenaga mereka melebihi, sejauh ini, tenaga yang dapat dicapai dengan menggunakan pemecut zarah buatan manusia. Sinar kosmik ditemui pada tahun 1912 oleh Victor Hess, dan sementara mereka telah dipelajari secara meluas selama hampir satu abad, asal usulnya - sering dinyatakan sebagai salah satu tema utama astrofizik - masih belum dapat dipahami sepenuhnya. Satu hasil awal penting dari H.E.S.S. eksperimen adalah untuk mengungkapkan gelombang kejutan letupan supernova sebagai lokasi pecutan zarah yang kuat
Dalam penerbitan baru-baru ini di majalah Nature, H.E.S.S. antarabangsa kolaborasi melaporkan penemuan pelepasan sinar gamma dari kompleks awan gas berhampiran pusat Galaksi Bima Sakti kita sendiri. Awan gas hidrogen raksasa ini merangkumi sejumlah gas yang setara dengan 50 juta kali jisim matahari. Dengan H.E.S.S. yang sangat sensitif teleskop sinar gama, mungkin untuk pertama kalinya menunjukkan bahawa awan ini bersinar dalam sinar gamma yang sangat tinggi.
Satu masalah utama dalam pemahaman kita mengenai sinar kosmik ialah penyebarannya di ruang angkasa. Adakah mereka meresap ke seluruh Galaxy secara seragam, atau ketumpatan dan taburan tenaga mereka berbeza-beza bergantung pada lokasi seseorang di Galaxy (misalnya, kerana jarak dekat dengan pemecut zarah kosmik)? Pengukuran langsung sinar kosmik hanya dapat dilakukan di dalam sistem suria kita, yang terletak sekitar 25,000 tahun cahaya dari pusat galaksi. Walau bagaimanapun, subterfuge membolehkan ahli astrofizik untuk menyiasat sinar kosmik di tempat lain di Galaksi; apabila zarah sinar kosmik bertabrakan dengan zarah gas antara bintang, sinar gamma dihasilkan.
Bahagian tengah Galaxy kami adalah kebun binatang astronomi yang kompleks, yang mengandungi contoh setiap jenis objek eksotik yang diketahui oleh para astronom, seperti sisa-sisa letupan supernova dan lubang hitam yang sangat besar. Ia juga mengandungi sejumlah besar gas antar bintang, yang cenderung berkumpul di awan. Sekiranya sinar gamma dikesan dari arah awan gas seperti itu, saintis dapat menyimpulkan ketumpatan sinar kosmik di lokasi awan. Keamatan dan pengedaran tenaga sinar gamma ini mencerminkan sinaran kosmik.
Pada tenaga rendah, sekitar 100 juta elektron volt (pemecut buatan manusia mencapai tenaga hingga 1.000.000 juta elektron volt), teknik ini telah digunakan oleh satelit EGRET untuk memetakan sinar kosmik di Galaxy kita. Pada tenaga yang sangat tinggi - domain sebenarnya pemecut sinar kosmik - belum ada instrumen yang cukup sensitif untuk "melihat" awan gas antar bintang yang bersinar dalam sinar gamma yang sangat tinggi. buat pertama kalinya menunjukkan kehadiran sinar kosmik di kawasan tengah Galaxy ini.
The H.E.S.S. data menunjukkan bahawa ketumpatan sinar kosmik melebihi yang di persekitaran suria oleh faktor yang signifikan. Menariknya, perbezaan ini meningkat ketika kita menaikkan tenaga, yang menunjukkan bahawa sinar kosmik baru-baru ini dipercepat. Oleh itu, data ini mengisyaratkan bahawa awan diterangi oleh pemecut sinar kosmik berdekatan, yang aktif sejak sepuluh ribu tahun yang lalu. Calon pemecut seperti itu adalah letupan hebat yang nampaknya meletup di dekat galaksi kita dalam sejarah "baru-baru ini"; satu lagi tapak pecutan lain ialah lubang hitam super besar di pusat Galaxy. Jim Hinton, salah seorang saintis yang terlibat dalam penemuan ini, menyimpulkan “Ini hanya langkah pertama. Kami tentu saja terus menunjuk teleskop kami di pusat galaksi, dan akan bekerja keras untuk menentukan laman pecutan yang tepat - saya pasti ada penemuan menarik yang akan datang. "
Pasukan High Stereoscopic System (H.E.S.S.) terdiri daripada saintis dari Jerman, Perancis, UK, Republik Czech, Ireland, Armenia, Afrika Selatan dan Namibia.
Hasilnya diperoleh menggunakan teleskop High Stereoscopic System (H.E.S.S.) di Namibia, di barat daya Afrika. Sistem empat teleskop berdiameter 13 m ini pada masa ini merupakan pengesan yang paling sensitif terhadap sinar gamma yang sangat tinggi. Ini terserap di atmosfer, di mana mereka memberikan zarah mandi yang pendek. The H.E.S.S. teleskop mengesan sekejap cahaya kebiruan yang samar-samar yang dipancarkan oleh zarah-zarah ini (dinamakan cahaya Cherenkov, bertahan beberapa bilion saat), mengumpulkan cahaya dengan cermin besar yang memantulkan kamera yang sangat sensitif. Setiap gambar memberikan kedudukan di langit satu foton sinar gamma tunggal, dan jumlah cahaya yang dikumpulkan memberikan tenaga sinar gamma awal. Membina gambar foton demi foton membolehkan H.E.S.S. untuk membuat peta objek astronomi kerana ia muncul dalam sinar gamma.
The H.E.S.S. array teleskop merupakan usaha pembinaan bertahun-tahun oleh pasukan antarabangsa yang terdiri daripada lebih daripada 100 saintis dan jurutera. Instrumen ini dirasmikan pada bulan September 2004 oleh Perdana Menteri Namibia, Theo-Ben Guirab, dan data pertamanya telah menghasilkan sejumlah penemuan penting, termasuk gambar astronomi pertama gelombang kejutan supernova pada tenaga sinar gamma tertinggi.
Sumber Asal: Max Planck Society
