NASA ujawnia oszałamiające 14-letnie poklatkowe zdjęcie nieba gamma

NASAKosmiczny Teleskop Fermiego Fermiego prezentuje film poklatkowy z 14 lat, ukazujący dynamiczny Wszechświat poprzez obrazowanie w promieniach gamma. Przegląd najważniejszych wydarzeń droga MlecznaRozbłyski promieniowania gamma, rozbłyski słoneczne i odległe galaktyki zasilane przez czarne dziury.

Wszechświat ożywa na filmie poklatkowym na niebie, zarejestrowanym na podstawie danych zebranych przez 14 lat przez należący do NASA Kosmiczny Teleskop Gamma Fermi. Nasze Słońce, które czasami świeci, cicho podąża ścieżką po niebie na tle wysokoenergetycznych źródeł wewnątrz i na zewnątrz naszej galaktyki.

„Jasne, ciągłe świecenie Drogi Mlecznej w zakresie promieniowania gamma przeplatane jest intensywnymi, trwającymi całe dni rozbłyskami pochodzącymi z dżetów poruszających się z prędkością bliską prędkości światła, zasilanych przez supermasywne czarne dziury w jądrach odległych galaktyk” – powiedział Seth Daigle, starszy naukowiec w zespole . W SLAC National Accelerator Laboratory w Menlo Park w Kalifornii, które stworzyło obrazy. „Te dramatyczne eksplozje, które mogą pojawić się w dowolnym miejscu na niebie, miały miejsce od milionów do miliardów lat temu, a ich światło właśnie dociera do Fermiego, gdy obserwujemy”.

Od rozbłysków słonecznych do Czarna dziura JETS: Zespół NASA zajmujący się teleskopem kosmicznym Fermi Gamma Ray wykonał wyjątkową podróż po dynamicznym, wysokoenergetycznym niebie. Judy Racusin, zastępca naukowca projektu Fermiego, narratorką filmu, który w 6 minut podsumowuje 14 lat obserwacji promieni gamma. Źródło: Centrum Lotów Kosmicznych NASA Goddard i współpraca NASA/DOE/LAT

Promienie gamma są formą światła o najwyższej energii. Film pokazuje intensywność promieni gamma o energiach powyżej 200 MeV wykryta przez Teleskop Dużego Obszaru Fermiego (LAT) w okresie od sierpnia 2008 r. do sierpnia 2022 r. Dla porównania światło widzialne ma energie od 2 do 3 MeV. Jaśniejsze kolory identyfikują lokalizacje bardziej intensywnych źródeł promieniowania gamma.

„Jedną z pierwszych rzeczy, która rzuca się w oczy w filmie, jest źródło stale pochylające się nad ekranem. To jest nasze słońce, które… Jego pozorny ruch odzwierciedla roczny ruch orbitalny Ziemi wokół niego.”

Artystyczna koncepcja Kosmicznego Teleskopu Promieniowania Gamma Fermiego na orbicie. Źródło: NASA

Przez większość czasu LAT słabo wykrywa Słońce ze względu na wpływ przyspieszonych cząstek zwanych promieniami kosmicznymi, które są jądrami atomowymi poruszającymi się z prędkością bliską prędkości światła. Kiedy zderzają się z gazem słonecznym lub nawet jego światłem, wytwarzają promienie gamma. Czasami jednak Słońce nagle świeci potężnymi wybuchami zwanymi rozbłyskami, które mogą na krótko uczynić naszą gwiazdę jednym z najjaśniejszych źródeł promieni gamma na niebie.

Film ukazuje niebo w dwóch różnych ujęciach. Widok prostokątny pokazuje całe niebo ze środkiem naszej galaktyki pośrodku. Uwydatnia to centralną płaszczyznę Drogi Mlecznej, która świeci w promieniach gamma generowanych przez promienie kosmiczne uderzające w gaz międzygwiazdowy i światło gwiazd. Jest również wypełniony wieloma innymi źródłami, w tym gwiazdami neutronowymi i pozostałościami supernowych. Powyżej i poniżej tego centralnego pasma spoglądamy z naszej galaktyki na szerszy wszechświat, wypełniony jasnymi, szybko zmieniającymi się źródłami.

Większość z tych galaktyk to w rzeczywistości odległe galaktyki i najlepiej je oglądać z innej perspektywy, skupionej na północnym i południowym biegunie naszej galaktyki. W każdej z tych galaktyk, zwanych blazarami, znajduje się centralna czarna dziura o masie miliona słońc lub większej.

W jakiś sposób czarne dziury wytwarzają dżety niezwykle szybko poruszającej się materii, a poprzez blazary patrzymy bezpośrednio w dół jednego z tych dżetów, co zwiększa jego jasność i zmienność. „Różnice mówią nam, że coś się zmieniło w tych samolotach” – powiedział Racusin. „Rutynowo monitorujemy te źródła i ostrzegamy inne teleskopy w kosmosie i na Ziemi, gdy dzieje się coś interesującego. Musimy szybko wyłapać te rozbłyski, zanim znikną, a im więcej obserwacji uda nam się zebrać, tym lepiej będziemy mogli zrozumieć te zdarzenia ”.

Fermi odgrywa kluczową rolę w rosnącej sieci misji współpracujących w celu uchwycenia zachodzących zmian we wszechświecie w miarę ich rozwoju.

Wiele z tych galaktyk jest bardzo odległych. Na przykład światło blazara znanego jako 4C +21,35 podróżuje przez 4,6 miliarda lat, co oznacza, że ​​rozbłysk, który widzimy dzisiaj, faktycznie miał miejsce, gdy zaczęło się formować nasze Słońce i Układ Słoneczny. Pozostałe jasne galaktyki są ponad dwukrotnie dalej i razem dostarczają oszałamiających zdjęć aktywności czarnych dziur w czasie kosmicznym.

Wiele krótkotrwałych zdarzeń badanych przez Fermiego, takich jak rozbłyski gamma czy najpotężniejsze eksplozje kosmiczne, nie było obserwowanych w tym przedziale czasu. Jest to wynik kilkudniowego przetwarzania danych w celu zwiększenia przejrzystości zdjęć.

Kosmiczny Teleskop Promieniowania Gamma Fermiego to partnerstwo zajmujące się astrofizyką i fizyką cząstek elementarnych, którym zarządza Goddard. Fermi został opracowany we współpracy z Departamentem Energii Stanów Zjednoczonych oraz przy istotnym udziale instytucji akademickich i partnerów z Francji, Niemiec, Włoch, Japonii, Szwecji i Stanów Zjednoczonych.