I den 25 mars 2005-utgåvan av Science Magazine rapporterar teamet av hög energi stereoskopiskt system (HESS) av internationella astrofysiker, inklusive brittiska astronomer från University of Durham, resultaten från en första känslig undersökning av den centrala delen av vår galax i mycket hög energi (VHE) gammastrålar. Bland de nya upptäckta objekten ingår två "mörka acceleratorer" - mystiska objekt som avger energiska partiklar, men ändå uppenbarligen inte har någon optisk eller röntgenstråle.
Denna undersökning avslöjar totalt åtta nya källor till VHE-gammastrålar på vår Galaxy-skiva, vilket i princip fördubblar antalet kända vid dessa energier. Resultaten har drivit astronomin in i en tidigare okänd domän och utvidgat vår kunskap om Vintergatan i en ny våglängdsregime och därmed öppnat ett nytt fönster på vår galax.
Gamma-strålar produceras i extrema kosmiska partikelacceleratorer som supernovaexplosioner och ger en unik bild av de högenergiprocesser som arbetar i Vintergatan. VHE gammastrålastronomi är fortfarande ett ungt område och H.E.S.S. genomför den första känsliga undersökningen inom detta energiområde och hittar tidigare okända källor.
Särskilt fantastisk är att två av dessa nya källor som upptäckts av H.E.S.S. har inga uppenbara motsvarigheter i mer konventionella våglängdsband såsom optisk och röntgenstronomi. Upptäckten av VHE-gammastrålar från sådana källor tyder på att de kan vara "mörka acceleratorer", som Stefan Funk från Max-Planck Institutet i Heidelberg bekräftar: ”Dessa objekt verkar endast avge strålning i de högsta energibandena. Vi hade hoppats att med ett nytt instrument som H.E.S.S. vi skulle upptäcka några nya källor, men framgången vi har nu överträffar alla våra förväntningar. ”
Dr Paula Chadwick från University of Durham lägger till ”Många av de nya föremålen verkar vara kända kategorier av källor, såsom supernovarester och pulsarvindnebulor. Data om dessa objekt hjälper oss att förstå partikelacceleration i vår galax mer detaljerat; men att hitta dessa ”mörka acceleratorer” var en överraskning. Utan motsvarighet vid andra våglängder är de för tillfället ett komplett mysterium. ”
Kosmiska partikelacceleratorer tros påskynda laddade partiklar, såsom elektroner och joner, genom att verka på dessa partiklar med starka chockvågor. Högenergiska gammastrålar är sekundära produkter från de kosmiska acceleratorerna och är lättare att upptäcka eftersom de rör sig i raka linjer från källan, till skillnad från laddade partiklar som avböjs av magnetfält. De kosmiska acceleratorerna är vanligtvis synliga vid andra våglängder såväl som VHE-gammastrålar.
H.E.S.S. array är idealisk för att hitta dessa nya VHE-gammastråleobjekt, eftersom såväl som att studera föremål som ses på andra våglängder som förväntas vara källor till mycket höga energi-gammastrålar, innebär dess breda synfält (tio gånger månens diameter) att den kan undersöka himlen och upptäcka tidigare okända källor.
En annan viktig upptäckt är att de nya källorna visas med en typisk storlek i storleksordningen en tiondel av en grad; H.E.S.S. instrument för första gången ger tillräcklig upplösning och känslighet för att se sådana strukturer. Eftersom objekten klusterar inom en bråkdel av en grad från planet för vår Galaxy, är de troligtvis belägna på ett betydande avstånd - flera 1000 ljusår från solen - vilket innebär att dessa kosmiska partikelacceleratorer sträcker sig över en storlek på ljusår.
Resultaten erhölls med hjälp av High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) -teleskop i Namibia, i sydvästra Afrika. Detta system med fyra teleskop med en diameter på 13 m är för närvarande den mest känsliga detektorn för VHE-gamma-strålar, strålning en miljon miljoner gånger mer energisk än det synliga ljuset. Dessa högenergiska gammastrålar är ganska sällsynta - även för relativt starka källor träffar bara cirka en gammastråle per månad en kvadratmeter högst upp i jordens atmosfär. Eftersom de absorberas i atmosfären, skulle en direkt detektering av ett betydande antal av de sällsynta gammastrålarna kräva en satellit av enorm storlek. H.E.S.S. teleskop använder ett trick - de använder atmosfären som detektormedium. När gammastrålar absorberas i luften avger de korta blinkar med blått ljus, med namnet Cherenkov-ljus, som varar några miljarder sekund. Detta ljus samlas in av H.E.S.S. teleskop med stora speglar och extremt känsliga kameror och kan användas för att skapa bilder av astronomiska föremål som de visas i gammastrålar.
H.E.S.S. teleskop representerar flera års bygginsats av ett internationellt team med mer än 100 forskare och ingenjörer från Tyskland, Frankrike, Storbritannien, Irland, Tjeckien, Armenien, Sydafrika och värdlandet Namibia. Instrumentet invigdes i september 2004 av den namibiska premiärministern, Theo-Ben Guirab, och dess första data har redan resulterat i ett antal viktiga upptäckter, inklusive den första astronomiska bilden av en supernovachockvåg vid de högsta gammastrålenergierna.
Originalkälla: PPARC News Release
