L'immagine dei raggi gamma della regione del centro galattico acquisita da H.E.S.S. clicca per ingrandire
Astrofisici che usano l'H.S.S.S. Si prevede che questi raggi gamma risultino dalle particelle di raggi cosmici ancora più energiche, che permeano la nostra intera Galassia, schiantandosi sulle nuvole. Tuttavia, grazie all'estrema sensibilità dello strumento HESS in questo intervallo di energia, misurazioni precise dell'intensità e delle energie di questi raggi gamma mostrano ulteriormente che nella regione centrale della nostra Galassia queste particelle di raggi cosmici sono in genere più energiche di quelle misurate in caduta sull'atmosfera terrestre. Possibili ragioni per cui i raggi cosmici sono potenziati e di energie più elevate nel cuore della nostra Galassia includono l'eco di una supernova che è esplosa in precedenza diecimila anni prima, o un'esplosione di accelerazione di particelle dal buco nero super massiccio al centro della nostra Galassia .
I raggi gamma assomigliano alla luce normale o ai raggi X, ma sono molto più energici. La luce visibile ha un'energia di circa un elettronvolt (1 eV), in termini di fisico. I raggi X sono migliaia o milioni di eV. H.E.S.S. rileva fotoni di raggi gamma ad altissima energia con un'energia di un milione di eV o una teraelettronvolt. Questi raggi gamma ad alta energia sono piuttosto rari; anche per fonti astrofisiche relativamente forti, solo circa un raggio gamma al mese colpisce un metro quadrato nella parte superiore dell'atmosfera terrestre.
Le particelle ad alta energia dallo spazio bombardano continuamente l'atmosfera terrestre da tutte le direzioni. Le loro energie superano di gran lunga quelle che possono essere raggiunte usando acceleratori di particelle artificiali. I raggi cosmici furono scoperti nel 1912 da Victor Hess e, sebbene siano stati ampiamente studiati per quasi un secolo, la loro origine - spesso dichiarata come uno dei temi chiave dell'astrofisica - non è ancora completamente compresa. Un importante primo risultato dell'H.S.S.S. l'esperimento consisteva nel rivelare un'onda d'urto di esplosione di supernova [1] come sito di intensa accelerazione di particelle
In una recente pubblicazione sulla rivista Nature, l'internazionale H.E.S.S. la collaborazione ha riportato la scoperta dell'emissione di raggi gamma da un complesso di nuvole di gas vicino al centro della nostra galassia della Via Lattea. Queste gigantesche nuvole di gas idrogeno comprendono una quantità di gas equivalente a 50 milioni di volte la massa del sole. Con la delicatissima H.E.S.S. telescopi a raggi gamma, è possibile per la prima volta dimostrare che queste nuvole sono illuminate da raggi gamma a energia molto elevata.
Una questione chiave nella nostra comprensione dei raggi cosmici è la loro distribuzione nello spazio. Permeano uniformemente l'intera Galassia o la loro densità e distribuzione nell'energia variano a seconda della posizione nella Galassia (ad esempio, a causa della vicinanza degli acceleratori di particelle cosmiche)? Le misurazioni dirette dei raggi cosmici possono essere effettuate solo all'interno del nostro sistema solare, situato a circa 25.000 anni luce dal centro della Galassia. Tuttavia, un sotterfugio consente agli astrofisici di indagare sui raggi cosmici altrove nella Galassia; quando una particella di raggi cosmici si scontra con una particella di gas interstellare, vengono prodotti i raggi gamma.
La parte centrale della nostra galassia è un complesso zoo astronomico, contenente esempi di ogni tipo di oggetto esotico noto agli astronomi, come i resti delle esplosioni di supernova e un buco nero super massiccio. Contiene anche enormi quantità di gas interstellare, che tende a raggrupparsi in nuvole. Se i raggi gamma vengono rilevati dalla direzione di tale nuvola di gas, gli scienziati possono inferire la densità dei raggi cosmici nella posizione della nuvola. L'intensità e la distribuzione in energia di questi raggi gamma riflette quella dei raggi cosmici.
A basse energie, circa 100 milioni di elettronvolt (gli acceleratori artificiali raggiungono energie fino a 1.000.000 di elettronvolt), questa tecnica è stata utilizzata dal satellite EGRET per mappare i raggi cosmici nella nostra Galassia. A energie veramente elevate - il vero dominio degli acceleratori di raggi cosmici - nessuno strumento è stato così sensibile abbastanza da “vedere” le nuvole di gas interstellari che brillano in raggi gamma di energia molto elevata. per la prima volta ha dimostrato la presenza di raggi cosmici in questa regione centrale della nostra Galassia.
The H.E.S.S. i dati mostrano che la densità dei raggi cosmici supera di un fattore significativo quella del vicinato solare. È interessante notare che questa differenza aumenta man mano che saliamo in energia, il che implica che i raggi cosmici sono stati recentemente accelerati. Quindi, questi dati suggeriscono che le nuvole sono illuminate da un acceleratore di raggi cosmici vicino, che è stato attivo negli ultimi diecimila anni. I candidati a tali acceleratori sono una gigantesca esplosione stellare che apparentemente è esplosa vicino al cuore della nostra Galassia nella storia "recente"; un altro possibile sito di accelerazione è il buco nero super massiccio al centro della Galassia. Jim Hinton, uno degli scienziati coinvolti nella scoperta, conclude “Questo è solo il primo passo. Stiamo ovviamente continuando a puntare i nostri telescopi al centro della Galassia e lavoreremo duramente per individuare il sito di accelerazione esatto - sono sicuro che ci saranno ulteriori scoperte entusiasmanti a venire. "
Il team del sistema stereoscopico ad alta energia (H.E.S.S.) è composto da scienziati provenienti da Germania, Francia, Regno Unito, Repubblica Ceca, Irlanda, Armenia, Sudafrica e Namibia.
I risultati sono stati ottenuti utilizzando i telescopi del sistema stereoscopico ad alta energia (H.E.S.S.) in Namibia, nell'Africa sud-occidentale. Questo sistema di quattro telescopi da 13 m di diametro è attualmente il rivelatore più sensibile di raggi gamma ad altissima energia. Questi sono assorbiti nell'atmosfera, dove danno una pioggia di particelle di breve durata. The H.E.S.S. i telescopi rilevano i deboli, brevi lampi di luce bluastra che queste particelle emettono (chiamata luce Cherenkov, della durata di qualche miliardesimo di secondo), raccogliendo la luce con grandi specchi che si riflettono su telecamere estremamente sensibili. Ogni immagine fornisce la posizione nel cielo di un singolo fotone di raggi gamma e la quantità di luce raccolta fornisce l'energia del raggio gamma iniziale. Costruire le immagini fotone per fotone consente a H.E.S.S. per creare mappe di oggetti astronomici come appaiono nei raggi gamma.
The H.E.S.S. la matrice del telescopio rappresenta uno sforzo pluriennale di costruzione da parte di un team internazionale di oltre 100 scienziati e ingegneri. Lo strumento è stato inaugurato nel settembre 2004 dal Primo Ministro namibiano, Theo-Ben Guirab, e i suoi primi dati hanno già portato a una serie di importanti scoperte, tra cui la prima immagine astronomica di un'onda d'urto di supernova alle massime energie dei raggi gamma.
Fonte originale: Max Planck Society
