Имейл : hello@geograf.bg
Телефон : (+359) 893 34 0133

MAGIC наблюдава гравитационна леща при много високи енергии

MAGIC наблюдава гравитационна леща при много високи енергии

11 Ноем. 16 geolub 0 Коментари

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).

Фотоните се излъчват от галактиката QSO B0218 + 357 в посока на Земята. Благодарение на гравитационното въздействие на междинната галактика B0218 + 357G фотоните пристигат по две траектории, като достигат до Земята с разлика във времето от 11 дни. Явлението е наблюдавано както от Fermi-LAT инструмента така и от телескопи MAGIC при много по-високи енергии. (MAGIC Image credits: Daniel Lopez/IAC; Hubble image of B0218+357G credits: NASA/ESA; AGN image credits: NASA E/PO - Sonoma State University, Aurore Simonnet)

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

Публикувано в Astronomy&Astrophysics volume 595

КОНТАКТИ:

Доцент Петър Темников, тел. 0888670323, email: temnikov@inrne.bas.bg

Доцент Галина Манева, тел. 0888819260, email: maneva@inrne.bas.bg

Лаборатория по физика и астрофизика на частиците

Институт за ядрени изследвания и ядрена енергетика, БАН