Látni a láthatatlant: “mágikus” észlelések Galaxisunk magjáról

1068

A
gammacsillagászat, a világűrből érkező
gammasugarak vizsgálata korunk csillagászatának
egyik izgalmas területe, amely a megfigyelési
technika fejlődésének köszönhetően futószalagon szállítja az újabb és
újabb eredményeket. A nagyenergiájú
gammasugarakat a Föld légköre elnyeli, ezért
földi távcsövekkel eddig csak bizonyos
energiaszint, 300 GeV fölött volt lehetséges a
megfigyelésük. Alacsonyabb energiákon űrtávcsövek
méréseire kellett szorítkoznunk.

Az
első olyan földi teleszkóp, amely egyaránt képes
mind a nagy-, mind a kisebb energiájú (15 GeV-ig)
gammasugarak mérésére, a nemzetközi
együttműködés keretében működtetett
MAGIC (Major Atmospheric Gamma-ray Imaging
Cherenkov Telescope) teleszkóp, amely 17 méter
átmérőjű mozaik parabolatükrével jelenleg
a legnagyobb egytányérú képalkotó
Cserenkov-távcső. Ezek a speciális műszerek a részecskefizikából ismert
Cserenkov-sugárzást használják fel nagy energiákon sugárzó kozmikus
objektumok észlelésére:  ha egy elektron gyorsabban mozog folyadékban vagy gázban, mint az adott közegben
érvényes fénysebesség, akkor a környezõ
anyagban fénylést kelt – ez a Cserenkov-sugárzás.
A Cserenkov-teleszkópok a földi légkörbe érkező
és szinte azonnal elnyelődő nagy energiájú
gammafotonok által felgyorsított relativisztikus elektronok
Cserenkov-sugárzását méri, aminek a tulajdonságaiból meghatározhatók a bejövő gammasugárzás jellemzői.

A MAGIC atmoszférikus Cserenkov-teleszkóp

A Tejútrendszer
központjának nagy energiájú gammasugárzását először
a CANGAROO, a VERITAS és a HESS nemzetközi
együttműködésekben üzemeltetett földi
teleszkóp-állomások vizsgálták. A
megfigyelések szerint a Galaxisunk magja irányából erős sugárzás érkezik, ám
a különböző műszerek eredményei nehezen voltak összeegyeztethetők. Egy
131 fős nemzetközi kutatócsoport a Kanári-szigeteken található
MAGIC Cserenkov-teleszkópot használta a kérdés tisztázására.

A Tejútrendszer magjában a Sgr A* jelű rádióforrás
jelzi a dinamikai központot, ami feltehetően egy kb. 3,5 millió
naptömegű fekete lyuk. Körülötte számos egyéb, a gammasugárzás
forrásaként szóba jöhető objektum található: nagytömegű
csillaghalmazok, fiatal szupernóva-maradványok, rádiótartományban
sugárzó gáznyalábok.


Az
1 TeV feletti gamma-sugárzás térképe a
Tejútrendszer irányában. A fehér vonal a
Tejútrendszer síkja, a zöld kontúrok
rádióforrások. A jobb felső sarokban levő kör az észlelések szögfelbontását mutatja.

A
MAGIC mérései alapján a gammasugárzás forrása a RA=17h45m20s, D=–29°2’ koordinátájú pont, ami a mérés hibáján belül megegyezik mind a Sgr A*, mind a Sgr A Kelet jelű rádióforrással. A
kapott eredmények ezzel megerősítik a korábbi HESS
mérések következtetéseit, és egy állandó,
TeV nagyságrendű gammasugárforrást jeleznek.
Emellett meglepő, hogy az előzetesen várt változások helyett a nagyon
nagy energiájú gamma-sugárzás erőssége állandó szinten volt: a
TeV energiájú gamma-sugarak fluxusa 2004-2005 során végig stabil
maradt.

Jelenleg nem sokat tudunk a gammasugárzás
forrásáról. Származhat a központi fekete lyukból kidobódó
relativisztikus gázsugárból (jetből), illetve a fekete lyukba spirálozó anyagáramból. Szintén szóba jöhetnek a Sgr A Kelet
körüli fiatal szupernóva-maradványok, melyekben az egykori robbanások
nyomán a részecskék közötti nagy energiájú kölcsönhatások nagy
aktivitással zajlanak. Nem zárható ki azonban a sötét anyag és
antianyag
annihilációja sem, ám a megfigyelt energiaeloszlás ez utóbbi
magyarázatot kevésbé valószínűsíti. Annyi azonban bizonyosnak látszik,
hogy az atmoszférikus Cserenkov-sugárzás detektálása ígéretes technika
a legnagyobb energiákon sugárzó égitestek vizsgálatára.

Forrás: Astrophysical Journal, 2006. február (preprint: astro-ph/0512469)

Ajánlat: a MAGIC teleszkóp honlapja

Hozzászólás

hozzászólás