Het gammastraalbeeld van het galactische middengebied, genomen door H.E.S.S. Klik om te vergroten
Astrofysici die de H.E.S.S. Deze gammastralen zullen naar verwachting het gevolg zijn van de nog meer energetische deeltjes van de kosmische straling, die onze hele Melkweg doordringen en in de wolken crashen. Dankzij de extreme gevoeligheid van het HESS-instrument in dit energiebereik laten nauwkeurige metingen van de intensiteit en energieën van deze gammastralen verder zien dat in het centrale gebied van onze Melkweg deze kosmische stralingdeeltjes doorgaans energieker zijn dan die gemeten vallen op de atmosfeer van de aarde. Mogelijke redenen waarom kosmische stralen worden versterkt en van hogere energieën in het hart van ons Melkwegstelsel zijn de echo van een supernova die zo'n tienduizend jaar eerder explodeerde, of een uitbarsting van deeltjesversnelling vanuit het supergrote zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel .
Gammastralen lijken op normaal licht of röntgenstralen, maar zijn veel energieker. Zichtbaar licht heeft een energie van ongeveer één elektronvolt (1 eV), in termen van natuurkundigen. Röntgenstralen zijn duizenden tot miljoenen eV. H.E.S.S. detecteert gammastraalfotonen met zeer hoge energie met een energie van een miljoen miljoen eV's, of één tera-elektronvolt. Deze hoogenergetische gammastralen zijn vrij zeldzaam; zelfs voor relatief sterke astrofysische bronnen, raakt slechts ongeveer één gammastraal per maand een vierkante meter boven aan de atmosfeer van de aarde.
Hoogenergetische deeltjes uit de ruimte bombarderen continu de atmosfeer van de aarde vanuit alle richtingen. Hun energie overtreft veruit de energie die kan worden bereikt met kunstmatige deeltjesversnellers. Kosmische straling werd in 1912 ontdekt door Victor Hess, en hoewel ze al bijna een eeuw lang uitgebreid worden bestudeerd, wordt hun oorsprong - vaak verklaard als een van de belangrijkste thema's van de astrofysica - nog steeds niet volledig begrepen. Een belangrijk vroeg resultaat van de H.E.S.S. experiment was om een supernova-explosie schokgolf [1] te onthullen als een plaats van intense deeltjesversnelling
In een recente publicatie in Nature magazine heeft de internationale H.E.S.S. Samenwerking meldde de ontdekking van gammastraling uit een complex van gaswolken nabij het centrum van ons eigen Melkwegstelsel. Deze gigantische wolken waterstofgas omvatten een hoeveelheid gas die overeenkomt met 50 miljoen keer de massa van de zon. Met de zeer gevoelige H.E.S.S. gammastraaltelescopen is het voor het eerst mogelijk om te laten zien dat deze wolken gloeien in zeer energetische gammastraling.
Een belangrijk probleem bij ons begrip van kosmische straling is hun verspreiding in de ruimte. Doordringen ze de hele Melkweg uniform of variëren hun dichtheid en energieverdeling afhankelijk van iemands locatie in de Melkweg (bijvoorbeeld vanwege de nabijheid van kosmische deeltjesversnellers)? Directe metingen van kosmische straling kunnen alleen worden gedaan binnen ons zonnestelsel, ongeveer 25.000 lichtjaar verwijderd van het centrum van de Melkweg. Door een uitvlucht kunnen astrofysici echter kosmische straling elders in de Melkweg onderzoeken; wanneer een deeltje van een kosmische straling botst met een interstellair gasdeeltje, worden gammastralen geproduceerd.
Het centrale deel van onze Melkweg is een complexe astronomische dierentuin, met voorbeelden van elk type exotisch object dat astronomen kennen, zoals de overblijfselen van supernova-explosies en een supergroot zwart gat. Het bevat ook enorme hoeveelheden interstellair gas, dat de neiging heeft om in wolken te klonteren. Als gammastraling wordt gedetecteerd vanuit de richting van zo'n gaswolk, kunnen wetenschappers de dichtheid van kosmische straling op de locatie van de wolk afleiden. De intensiteit en verdeling in energie van deze gammastralen weerspiegelt die van de kosmische straling.
Bij lage energieën, ongeveer 100 miljoen elektronvolt (door de mens gemaakte versnellers bereiken energieën tot 1.000.000 miljoen elektronvolt), is deze techniek door de EGRET-satelliet gebruikt om kosmische straling in onze Melkweg in kaart te brengen. Bij echt hoge energieën - het ware domein van versnellers van kosmische straling - is tot nu toe geen enkel instrument gevoelig genoeg geweest om interstellaire gaswolken te "zien" schijnen in gammastralen met zeer hoge energie. heeft voor het eerst de aanwezigheid van kosmische straling in dit centrale gebied van ons Melkwegstelsel aangetoond.
De H.E.S.S. uit gegevens blijkt dat de dichtheid van kosmische straling met een significante factor groter is dan die in de zonnewijk. Interessant is dat dit verschil toeneemt naarmate we omhoog gaan in energie, wat impliceert dat de kosmische straling recentelijk is versneld. Deze gegevens wijzen er dus op dat de wolken worden verlicht door een nabijgelegen kosmische straalversneller, die de afgelopen tienduizend jaar actief was. Kandidaten voor dergelijke versnellers zijn een gigantische stellaire explosie die blijkbaar in de 'recente' geschiedenis nabij het hart van onze Melkweg is afgegaan; een andere mogelijke versnellingssite is het supergrote zwarte gat in het centrum van de Melkweg. Jim Hinton, een van de wetenschappers die bij de ontdekking betrokken was, concludeert: 'Dit is slechts de eerste stap. We blijven natuurlijk onze telescopen in het midden van de Melkweg richten en zullen hard werken om de exacte acceleratieplaats te lokaliseren - ik weet zeker dat er nog meer spannende ontdekkingen zullen komen. "
Het team van High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) bestaat uit wetenschappers uit Duitsland, Frankrijk, het VK, Tsjechië, Ierland, Armenië, Zuid-Afrika en Namibië.
De resultaten zijn verkregen met behulp van de High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) -telescopen in Namibië, in het zuidwesten van Afrika. Dit systeem van vier telescopen met een diameter van 13 m is momenteel de meest gevoelige detector van zeer energetische gammastraling. Deze worden opgenomen in de atmosfeer, waar ze een kortstondige regen van deeltjes geven. De H.E.S.S. telescopen detecteren de zwakke, korte lichtflitsen die deze deeltjes afgeven (Cherenkov-licht genaamd, dat een paar miljardste van een seconde duurt) en verzamelen het licht met grote spiegels die reflecteren op extreem gevoelige camera's. Elk beeld geeft de positie aan de hemel van een enkel gammastraalfoton en de hoeveelheid verzameld licht geeft de energie van de initiële gammastraal. Door de beelden foton-voor-foton op te bouwen, kan H.E.S.S. om kaarten te maken van astronomische objecten zoals ze in gammastraling voorkomen.
De H.E.S.S. Telescope Array vertegenwoordigt een meerjarige constructie-inspanning van een internationaal team van meer dan 100 wetenschappers en ingenieurs. Het instrument werd in september 2004 ingewijd door de Namibische premier, Theo-Ben Guirab, en de eerste gegevens hebben al geleid tot een aantal belangrijke ontdekkingen, waaronder het eerste astronomische beeld van een supernova-schokgolf bij de hoogste gammastralenergieën.
Oorspronkelijke bron: Max Planck Society
