Направи дарение на училище!

Учените, работещи в астрофизичния гама-експеримент MAGIC докладваха за откриването на най-далечния, наблюдаван някога при много високи енергии източник на гама-лъчи. Това стана възможно благодарение на „дублирането“ от галактическа гравитационна леща на огромно изригване, което се предсказва от Общата теория на относителността на Айнщайн.

Според Общата теория на относителността траекторията на светлината се деформира при преминаване близо до голяма маса. За един далечен наблюдател такава маса фокусира светлината подобно на гигантска леща. В резултат може да се получи по-ярко, макар и изкривено, изображение на източника. Това дава възможност да видим далечни обекти, директните лъчи от които са твърде слаби, за да бъдат регистрирани. И точно както при оптичните лещи, светлината преминава през лещата малко по-дълъг път. При космическите мащаби това означава, че фотоните – порции светлина – пътуващи по различни линии на зрението, достигат до наблюдателя за различно време. Ако, в допълнение, източникът е променлив, това налага допълнителен  „отпечатък“ върху закъсняващия лъч светлина. И този ефект, според теорията, не трябва да зависи от енергията на фотоните. Това прави тези наблюдения особено ценни.

Блазарът QSO B0218 + 357 съдържа свръхмасивна черна дупка в галактика, намираща се на разстояние, равно на половината път от Земята до края на Вселената. Преди повече от 7 милиарда години гигантска експлозия в този обект е довела до изригването на мощен поток от гама-лъчи, които са най-високо енергетичната форма на светлина. В дългото си пътуване към Земята, един милиард години по-късно, тези фотони са преминали в околностите на далечната галактика B0218 + 357G. Преминавайки покрай нея и изкривявайки своята траектория, фотоните, пътуващи по най-краткия път най-после достигнаха до Земята на 14 юли 2014 г. и бяха регистрирани от гама-телескоп на борда на орбиталния спътник Ферми, който сканира цялото небе на всеки 3 часа. Откриването на това гама-избухване алармира астрономическа общност, и много телескопи на света бяха веднага насочени към QSO B0218 + 357, за да научим повече за тази далечна космическа експлозия. Изследователите, работещи с телескопите MAGIC, разположени на един от Канарските острови – Ла Палма , бяха ентусиазирани от възможността да наблюдават този обект в диапазона на гама лъчи с много висока енергия. Такова наблюдение би предоставило на учените данни за най-високо енергетичната част на това избухване, но, за съжаление, по това време е имаше пълнолуние, което попречи на работата на телескопите на Ла Палма. Телескопите  MAGIC

регистрират много-високо-енергетични гама-кванти, които са хиляди пъти по-енергични от тези, измерени от спътниковия експеримент Ферми и стотици милиарди пъти по-енергични от видимата светлина излъчвана от Слънцето.

От по-ранните измервания на този обект през 2012 г. от Ферми и от радиотелескопи, учените знаеха, че фотоните, които изминават по-дълъг път трябва да пристигнат около 11 дни по-късно. „Природата ни награждава, чрез повторение, с втори шанс, за да изучим този интересен феномен“, казва Юлиан Ситарек (университет в Лодз, Полша), който ръководи това изследване на колаборацията MAGIC, и продължава: „В необходимия момент телескопите MAGIC бяха насочени към QSO B0218 + 357, и в съответствие с предсказанието наблюдавахме изблик на гама-лъчи с много високи енергии, което означава, че QSO B0218 + 357 е най-далечният обект открит до сега в диапазона на много-високо-енергетичните гама-лъчи“.  Високо енергетичните гама-лъчи от всеки далечен източник имат голяма вероятност за взаимодействие с множество нискоенергийни фотони, излъчени от галактиките и звездите, и по тази причина могат да се изгубят по пътя към нас. С това наблюдение MAGIC удвои известния досега обсег на видимост на Вселената в гама лъчи с много високи енергии. Наблюдаването от MAGIC на забавения сигнал от QSO B0218 + 357 показа за пръв път, че много високо енергетичните фотони също се отклоняват в съгласие с Общата теория на относителността. Този резултат е едновременно удивителен и водещ до дълбоки заключения. Пристигането на сигнала в предсказаното време може да изключи някои теории за структурата на вакуума. Този забележителен резултат изисква задълбочен по-нататъшен анализ. За момента, това наблюдение демонстрира нови възможности на високо енергетичните гама-обсерватории и разширява хоризонтите пред следващото поколение от такива телескопи – проекта Cherenkov Telescope Array (CTA).

Разбери повече за БГ Наука:

***

Телескопите MAGIC

MAGIC е наземен комлекс за регистрация на космически гама-лъчи, разположен на остров Ла Палма от Канарските острови, Испания. Системата от два 17 метрови Черенковски  телескопа в момента е един от трите основни наземни космични гама-детектори в света. Тя е предназначена за откриване на гама-лъчи от десетки милиарди до десетки трилиони пъти по-енергични от видимата светлина. MAGIC е изграден със съвместните усилия на предимно европейското сътрудничество на учени, което включва около 160 изследователи от Германия, Испания, Италия, Швейцария, Полша, Финландия, България, Хърватска, Индия и Япония.

България участва в експеримента MAGIC чрез Лабораторията по физика и астрофизика на частиците от Института за ядрени изследвания и ядрена енергетика към БАН.

За повече информация относно MAGIC: https://wwwmagic.mpp.mpg.de/

Публикувано в  Astronomy&Astrophysics volume 595: http://dx.doi.org/10.1051/0004-6361/201629461

Вземете (Доживотен) абонамент и Подарете един на училище по избор!