Gama ışınlarının şaşırtıcı keşfi kozmik gizeme ışık tutabilir
Gökbilimciler Samanyolu Gökadamızın dışında beklenmedik ve açıklanamayan bir özellik keşfettiler: gama ışınları adı verilen yüksek enerjili ışık radyasyonu.
NASA ve Maryland Üniversitesi kozmolog Alexander Kashlinsky'nin de dahil olduğu keşfin arkasındaki ekip, NASA'nın Fermi Teleskobu'ndan 13 yıllık verileri ararken gama ışını sinyalini buldu.
Kashlinski, “Bu tamamen tesadüfi bir keşif” dedi Bir açıklamada şunları söyledi. “Gökyüzünün farklı bir yerinde aradığımızdan çok daha güçlü bir sinyal bulduk.”
Bu gama ışını sinyalini daha da tuhaf kılan şey, uzaydaki açıklanamayan başka bir özelliğe, şimdiye kadar keşfedilen en enerjik kozmik parçacıklardan bazılarının kaynağına doğru düşmesidir.
İlgili: Bir pulsar, rekor kıran gama ışınlarıyla gökbilimcileri şaşırtıyor
Ekip, yeni keşfedilen sinyalin çoğunlukla proton, nötron ve atom çekirdeğinden oluşan bu yüksek enerjili parçacıklarla veya kozmik ışınlarla bağlantılı olduğuna inanıyor.
Bu ultra yüksek enerjili kozmik ışınlar (UHECR'ler), gama ışınlarından milyarlarca kat daha fazla enerji taşıyor ve bunların kökenleri, astrofizikteki en büyük gizemlerden biri olmaya devam ediyor; bu gizem, bu gama ışınları kaynağının keşfiyle daha da derinleşti.
Kozmik fosil arayışı gama ışını sürprizine yol açtı
Bu gizemli yeni gama ışını özelliği, kozmik mikrodalga arka planının (CMB) garip bir özelliğine benzeyebilir.
CMB, evrendeki en eski ışığı temsil eder ve Büyük Patlama'dan yaklaşık 380.000 yıl sonra meydana gelen bir olaydan kalan kozmik bir fosildir. Bundan önce evren, ışığın içinden geçemediği, serbest elektron ve protonlardan oluşan sıcak, yoğun bir çorbaydı.
Ancak bu sıralarda evren, elektronların ve protonların bir araya gelerek ilkel atomları oluşturmasına izin verecek kadar soğudu. Serbest elektronların ani yokluğu, ışık parçacıkları olan fotonların artık bu negatif yüklü parçacıklar tarafından sonsuza kadar dağılmadığı anlamına gelir.
Evren kelimenin tam anlamıyla bir anda opak durumdan şeffaf hale geçti ve ilk ışığın seyahat etmesine izin verdi. CMB, serbestçe dolaşan bu ilk fotonlardan oluşur.
İlgili: Kozmik mikrodalga arka planı nedir?
Evren sonraki yaklaşık 13,8 milyar yıl boyunca genişledikçe, bu fotonlar enerji kaybettiler ve artık eksi 454 Fahrenheit (eksi 270 santigrat derece) gibi dondurucu bir sıcaklığa sahipler.
CMB ilk olarak Mayıs 1964'te Amerikalı radyo gökbilimcileri Robert Wilson ve Arno Penzias tarafından Dünya üzerindeki gökyüzünün her yönünde mikrodalga radyasyonu olarak gözlemlendi. Bununla birlikte, 1990'larda NASA'nın Kozmik Arka Plan Kaşifi (COBE) uzay aracı CMB'nin sıcaklığındaki küçük değişiklikleri tespit ettiğinde bu görünür tekdüzelik sorgulandı.
COBE, CMB'nin Aslan takımyıldızına doğru daha fazla mikrodalga ile %0,12 daha sıcak olduğunu ve ters yönde daha az mikrodalga ile ortalamadan %0,12 daha soğuk olduğunu buldu.
CMB'deki bu model veya “dipol”, güneş sistemimizin fosil radyasyon alanına göre saniyede 230 mil hareketinden kaynaklanmaktadır. Eğer durum böyle olsaydı, güneş sisteminin hareketinden kaynaklanan benzer dipollerin, güneş sisteminin ötesindeki astrofizik kaynaklardan gelen tüm ışıklarda ortaya çıkması gerekirdi, ancak bu henüz görülmemiştir.
Gökbilimciler bu etkiyi diğer ışık türlerinde arıyorlar, böylece CMB dipolünün hareketimizin sonucu olduğunu doğrulayabiliyorlar.
“Böyle bir ölçüm önemlidir, çünkü CMB dipolünün boyutu ve yönü etrafındaki değişim bize, evrenin çok erken dönemlerinde meydana gelen ve muhtemelen evrenin trilyonda birinden daha az olduğu zamanlara kadar uzanan fiziksel süreçlere dair bir fikir verebilir.” ikinci yaşlı,” dedi ekip üyesi Fernando. Atrio Barandella, İspanya'daki Salamanca Üniversitesi'nde teorik fizik profesörüdür.
Bir kozmik gizem mi yoksa iki mi?
Ekip, uzun yıllara dayanan verileri toplamak ve karşılaştırmak için Fermi'ye ve Dünya üzerindeki tüm gökyüzünü günde birkaç kez tarayan Geniş Alan Teleskobu'na (LAT) başvurdu. Araştırmacılar LAT verileri içerisinde gama ışınlarında tespit edilebilecek bir dipol emisyon modelinin bulunacağını umuyorlar.
Özel göreliliğin etkileri ve gama ışınlarının yüksek enerjili doğası nedeniyle, bu dipol, bu verilerde CMB'nin düşük enerjili mikrodalga ışığında olduğundan beş kat daha belirgin olmalıdır. Ekip bu kalıba benzer bir şey buldu ancak umduğu yerde değil.
“Bir gama ışını dipolü bulduk, ancak zirvesi güney gökyüzünde, CMB'den uzakta. [peak]Amerika Katolik Üniversitesi'nden astrofizikçi ekip üyesi Chris Schrader, “Boyutu, hareketimizden beklediğimizden 10 kat daha büyük” dedi. “Aradığımız şey bu olmasa da, yüksek enerjili kozmik ışınlar için bildirilen benzer bir özellikle ilgili olabileceğinden şüpheleniyoruz.”
Karşılık gelen dipol, Dünya'ya ulaştıklarında UHECR'ler oluşturan yüksek enerjili yüklü parçacıkların sağanaklarında mevcut olup, bunlar ilk kez 2017'de Arjantin'deki Pierre Auger Gözlemevi tarafından gözlemlenmiştir.
Bu yüklü parçacıklar Dünya'ya doğru ilerlerken Samanyolu'nun manyetik alanından ve diğer manyetik alanlardan sapmalar almasına ve bu sapmanın gücü parçacığın enerjisine ve yüküne bağlı olmasına rağmen, UHECR dipolü hala bazı yerlerde zirveye ulaşıyor. Kashlinski ve meslektaşlarının gama ışını kaynağını bulduğu yere benzer.
Ekip, bu yerinde korelasyon nedeniyle, özellikle noktasal olmayan kaynakların her iki olguyu da ürettiği göz önüne alındığında, gizemli gama ışınlarının ve UHECR ışınlarının muhtemelen birbirleriyle ilişkili olduğunu öne sürüyor.
Gökbilimciler şimdi bu ultra yüksek enerjili ışığın ve bu ultra yüksek enerjili parçacıkların kaynağını veya belki de kaynaklarını belirlemek için bu emisyonların yerlerini araştırmak ve bunların gerçekten bağlantılı olup olmadıklarını ve kozmik bir gizemi temsil edip etmediklerini görmek istiyorlar. çözülecek veya çözülecek. iki.
Ekibin bulguları, Amerikan Astronomi Topluluğu'nun New Orleans, Louisiana'daki 243. toplantısında Kashlinsky tarafından sunuldu ve tartışıldı. kağıt 10 Ocak Çarşamba günü The Astrophysical Journal Letters'da yayınlandı.
“Web hayranı. Tipik düşünür. İçine kapanık. Amatör iletişimci. Pop kültürü meraklısı.”