HAWC נחת - מצפה כוכבים מפה את השמים באנרגיה גבוהה

מפת HAWC

'מבט לשני שלישים מכל השמים עם קרני גמא בעלות אנרגיה גבוהה מאוד שנצפו על ידי HAWC במהלך 340 ימי צילום נתונים בין נובמבר 2014 לנובמבר 2015. מקורות רבים בשביל החלב ובאובייקטים החוץ אקראקטיים Markarian 421 נראים לעין. ו- 501. מספר קבוצות כוכבים ידועות מוצגות כהפניה. ' (אשראי תמונה: שיתוף פעולה של HAWC)



בקטע נידח של מדבר בדרום מקסיקו, על מורדות הר הגעש סיירה נגרה הרדום, שוכן אוסף של 300 מיכלי פלדה, כל אחד בגודל של בית קטן. יחד הם תופסים שטח שהוא קצת פחות מארבעה מגרשי כדורגל. באזור שלא היה מיושב אחרת, מבני המתכת הנוצצים נראים כמו עיר עתידנית שניסתה להכות בה שורש.



מיכלי מתכת אלה מהווים את מצפה הכוכבים של צ'רנקוב גמא-ריי, או בקיצור HAWC, המשמש למפות השמים בקרני גמא באנרגיה גבוהה. המפה החדשה חושפת נוף קוסמי הדומה למדבר המבודד שבו גושי HAWC עושים את ביתם, דליל במקורות אור.

פרסום מפת השמים השלמה הראשונה של HAWC בחודש שעבר סימן למעשה כי HAWC היא כעת חברה משתתפת בקהילה המתבוננת, וכבר החלה לבצע את אחת מתפקידיה העיקריים: התראה לטלסקופים אחרים כאשר התפרצויות מוזרות וספורדיות של קרני גמא מופיעות ב השמיים. [יקום של גמא ריי: תמונות מאת טלסקופ החלל פרמי של נאס'א]



מפות אוצר קוסמיות

מיכלי מים לגלאי HAWC כשברקע פיקוד אוריזבה.

מיכלי מים לגלאי HAWC כשברקע פיקוד אוריזבה.(קרדיט תמונה: זיג המפל-אריאס, HAWC/WIPAC)



בני הארץ מי להביט אל שמי הלילה רואים רקע של שחורות עמוסות מיליוני נקודות אור, והרכב מעורפל של שביל החלב.

מבט השמים של HAWC שונה בהחלט. המפה שפרסם שיתוף הפעולה באפריל מציגה שמיים שהם בעיקר חשוכים; ישנם רק כ -40 מקורות אור נפרדים, ורובם מסתדרים לאורך המישור של גלקסיה של שביל החלב, שנראה בהיר בכל אורך גל, פשוט בגלל קרבתו לכדור הארץ.

ככל ש- HAWC יצפה יותר לשמיים, כך הוא ימצא יותר מקורות, אך מפת קרני גמא באנרגיה גבוהה של השמים לעולם לא תיראה ממש כמו קו הרקיע הקוסמי שעיני האדם רואות. בהשוואה למספר הכוכבים המקרינים אור גלוי, פשוט אין הרבה אובייקטים קוסמיים שפולטים את קרני הגמא באנרגיה גבוהה ש- HAWC מזהה.



אבל הכמות היא לא הכל. מבט השמים בקרני גמא בעלות אנרגיה גבוהה הוא חלק מהחידה הקוסמית, ובלעדיה, השקפת האנושות על הקוסמוס אינה שלמה.

קחו בחשבון את סוגי המפות השונות שניתן לעשות מעיר אחת: יש כאלה המציגות את מיקומן של כבישים, בניינים, נהרות ואגמים; אך ישנן גם מפות טופולוגיות המראות את עלייתה ונפילתה של הארץ, או מפות גיאולוגיות החושפות את החומרים הקבורים מתחת לאדמה. מפות המציגות קווי גז וחשמל חיוניים לפרויקטים של בנייה - למרות שהם לא עוזרים לאנשים למצוא את דרכם למכולת. מפות שונות יכולות להציג את אותו המיקום באור אחר.

מפות היקום מציגות את אותו המיקום בסוגים שונים של אור - פשוטו כמשמעו טלסקופים ומצפי כוכבים שמיפו את השמים כמעט כל אורך גל של אור : רדיו, אינפרא אדום, אופטי, מיקרוגל, צילום רנטגן ו- HAWC הוא לא הראשון).

מפת HAWC מכסה שני שלישים משמי הלילה. (מכיוון שהוא ממוקם על הקרקע, ולא בחלל, חלק מהנוף שלו נחסם על ידי כדור הארץ.) שום מצפה כוכבים אחר מעולם לא מיפה קטע כה גדול של השמים בקרני גמא באנרגיה גבוהה כל כך, ומעל כאלה פרק זמן ארוך (המאפשר ל- HAWC לאסוף מקורות קלושים יותר), אמרה ברנדה דינגוס, החוקרת הראשית של משרד האנרגיה האמריקאי ל- HAWC. השוואת המיקומים במפת HAWC עם אותם מיקומים במפות של אורכי גל אחרים יכולה לחשוף יותר על האובייקטים האורבים שם, ועל התהליכים שמתרחשים שם. חקירות באורך רב -גלי אלה יכולות לפתור תעלומות או ליצור חדשות.

מאיצים קוסמיים

מבט זה מציג את כל השמים בקרני גמא, המבוסס על נתונים של חמש שנים ממכשיר ה- LAT בנאס

מבט זה מציג את כל השמים בקרני גמא, בהתבסס על נתונים של חמש שנים ממכשיר ה- LAT על טלסקופ החלל פרמי גמא של נאס'א. צבעים בהירים יותר מצביעים על מקורות בהירים יותר של קרני גמא.(אשראי תמונה: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration)

כוכבים ורוב העצמים האחרים ביקום מקרינים אנרגיה מכיוון שהם חמים, אמר דינגוס ל- demokratija.eu. אותה אנרגיה תרמית אחראית לרוב ההארה ביקום. אבל קרני גמא לא נוצרות כל כך בקלות.

'אתה לא יכול פשוט לקבל משהו חם ולעשות קרני גמא,' אמר דינגוס. 'למעשה אתה צריך שיהיה לך מאיץ חלקיקים.'

אחד כזה מאיץ קוסמי היא סופרנובה - כוכב מאסיבי שנגמר לו הדלק, קורס מתחת למשקלו ומתפוצץ. כאשר המסה הכוכבית מתמוטטת, החומר הנופל יכול לקפוץ מגרעין הכוכב, וליצור גל הלם שנגח בענני אבק סמוכים כמו כדור הורס. חלקיקי האבק נבעטים כל כך חזק שהם יורקים קרני גמא. בעוד שהפיצוץ הראשוני משחרר אור גלוי ואורכי גל אחרים למשך מספר ימים, קרני הגמא מגלי ההלם נותרים גלויים במשך מאות שנים, ומאפשרים מחקר ארוך טווח של שרידי הסופרנובה. [תמונות סופרנובה: תמונות נהדרות של פיצוצים בכוכבים]

כאשר קרנת גמא ממקור רחוק מתנגשת עם חלקיק באטמוספירה של כדור הארץ, זה כמו שחלקיק פיניאטה נפתח: האנרגיה מההתנגשות יוצרת מטר של חלקיקים חדשים (כולל יותר קרני גמא). 300 מכלי הפלדה המאסיביים המרכיבים את מצפה הכוכבים של HAWC לא נראים כמו רוב המכשירים שצופים בקוסמוס; הם אינם דומים לטלסקופ. המיכלים מלאים במים מטוהרים, וכאשר מקלחות חלקיקים אלו עוברות במהירות דרך H2O, הן מייצרות יותר אור, אשר נאסף על ידי גלאים. כשהם פועלים לאחור, מדענים יכולים לעקוב אחר נתיב החלקיק המקורי.

HAWC הוא לא הטלסקופ היחיד שמשתמש בגישה זו כדי ללכוד קרני גמא, אך כיום הוא הגלאי היחיד מסוג זה הסוקר חלק כה גדול מהשמיים. טלסקופ החלל Fermi Gamma ray סוקר גם את השמים בקרני גמא (בשיטה אחרת), אך האור בעל האנרגיה הגבוהה ביותר שהוא אוסף חלש פי חמישים מהמקסימום של HAWC, ו- HAWC מכסה טווח אנרגיה גדול פי 65 מ מה פרמי מכסה.

למרות טווח רחב כל כך, המפה של HAWC חושפת למעשה מדבר קוסמי. מפות באורכי גל אחרים-אפילו מפות קרינת הגמא של אנרגיה נמוכה יותר של פרמי-שופעות מקורות אור וזוהר מפוזר. לשם השוואה, יוצרי קרני הגמא העוצמתיות הללו מאכלסים בדלילות את הנוף הקוסמי. אבל הכמות היא לא הכל.

תגליות חדשות

מפה זו בשמים מלאים ממשימת פלאנק מציגה חומר בין כדור הארץ לקצה היקום הנצפה. כל מפת שמיים של היקום יכולה לחשוף מידע שונה על אותו אזור. התמונה פורסמה 21 במרץ 2013.

מפה זו בשמים מלאים ממשימת פלאנק מציגה חומר בין כדור הארץ לקצה היקום הנצפה. כל מפת שמיים של היקום יכולה לחשוף מידע שונה על אותו אזור. התמונה פורסמה 21 במרץ 2013.(אשראי תמונה: ESA / NASA / JPL-Caltech)

מתוך 40 מקורות קרני גמא באנרגיה גבוהה הנראים במפת HAWC, כ -25 אחוזים לא נראו בעבר בטווח אורך הגל הזה, אמרה מישל הוי, חוקרת במרכז טיסות החלל מרשל נאס'א וחברה בשיתוף פעולה עם HAWC. הוי דיבר על מפת HAWC החדשה בפגישת אפריל של The American Physical Society April שהתקיימה השנה בסולט לייק סיטי. המפגש מפגיש מדענים מתחום האסטרופיזיקה, כמו גם מהפיזיקה של חלקיקים וגרעין, כדי לדון במגמות עכשוויות ובתוצאות חדשות.

סביר להניח שחלק מהמקורות במפת HAWC החדשה הם קשור לפולסרים , דוגמה נוספת למאיץ חלקיקים קוסמי, אמר הוי. הפולסארים הם ליבות החומרים הצפופות שנותרות לעיתים קרובות אחרי שהתפוצץ כוכב, והשדות המגנטיים החזקים להפליא שלהם והסתחררות עזה (עד מאות פעמים בשנייה) לפעמים יוצרים קרני גמא .

פולסרים רבים גם פולטים גלי רדיו-צורת האור הפחות אנרגטית-כל הדרך בקצה השני של הספקטרום מקרני גמא. כך שמדעני HAWC יכולים להתייעץ עם מפת רדיו של השמים, ולראות אם מקורות קרני הגמא שלהם מסתדרים עם פולסר ידוע.

'זה יהיה השלב הבא שלנו & hellip; להתכתב עם אורכי הגל האחרים כדי לראות בדיוק מה מייצר את הפוטונים האנרגטיים האלה ', אמר הוי.

אחד הגילויים המעניינים ביותר במפה החדשה הוא אזור שכונה 'התליין', שנצפה בעבר על ידי טלסקופים אחרים של קרני גמא, אמר הוי. המפה של HAWC גילתה שאולי יש שלושה די

מקורות בולטים בנקודת אור זו, שיכולה להיות גילוי של פולט חדש של קרני גמא. [10 מקורות הגמא-ריי הטובים ביותר של נאס'א ביקום]

עֵרָנִי!

היקום נראה באור אינפרא אדום, שנתפס על ידי נאס

היקום שנראה באור אינפרא אדום, נלכד על ידי סייר אינפרא אדום (WISE) של NASA.(אשראי תמונה: NASA/JPL-Caltech/UCLA)

ב- 6 באפריל, 10 ימים לפני תחילת פגישת ה- APS, HAWC ראה מקור ידוע לקרינת גמא שמתבהר במהירות במשך יום אחד, ואז כמעט נעלם שוב. הצוות שלח טלגרם של אסטרונום, המהווה התראה כלל קהילתית המאפשרת למצפי טלסקופ אחרים לדעת אם הבזק אור בהיר מופיע , או אם קורה משהו מוזר אחר. מדעני HAWC עדיין לא יודעים מה גורם להתלקחות.

זהו אחד התפקידים העיקריים ש- HAWC ירצה לשרת, אמר דינגוס-להיות מערכת התראה שתודיע לטלסקופים אחרים כאשר אובייקט משחרר פרץ קצר של קרני גמא. טלסקופ פרמי ביצע גם פונקציה זו באנרגיות נמוכות יותר.

'יש לנו [תצפיות] אחרות שמסתכלות גם על מקור זה מדי יום & hellip; עם הלוויין של קרני הגמא של פרמי בקרני גמא באנרגיה נמוכה יותר, עד צילומי רנטגן ', אמר רוברט לאואר, פרופסור למחקר בפיזיקה ואסטרונומיה באוניברסיטת ניו מקסיקו וחבר בשיתוף פעולה עם HAWC. מסיבת עיתונאים. 'ואז נוכל להשוות את כל המדידות האלה ולראות אם אנחנו רואים את אותו סוג של תנודות וללמוד הרבה יותר על התהליכים ועל המקור.'

'אתה מקבל הרבה מידע חדש על ידי לימוד השונות', אמר דינגוס ל- demokratija.eu. 'אם אתה מסתכל על משהו וזה נשאר אותו דבר כל הזמן, אתה יכול ליצור תיאוריה על זה. אבל אם זה אכן ישתנה, זה מוסיף הרבה יותר אילוצים לתיאוריה שלך״.

מחוץ לחדר שבו דנו שלושת המדענים בממצאים אלה, הופיעו עוד 20 חברי HAWC רק כדי לעודד את עמיתיהם. המסדרון זמזם מהתרגשות - זה הרגיש יותר כמו הופעת בכורה לשטיח אדום מאשר הכרזה מדעית. אבל פרסום המפה הוא אבן דרך מרכזית לניסוי.

'זו ההכרזה שלנו שאנחנו עובדים, ואנחנו עובדים כפי שפורסם', אמר דינגוס ל- demokratija.eu במפגש ה- APS באפריל. ״זו המפה הראשונה עם הגלאי המלא. וזה מבטיח שחמש השנים הבאות הולכות להיות ממש מרגשות״.

עקוב אחר Calla Cofield @callacofield . עקוב אחרינו @Spacedotcom , פייסבוק ו Google+ . מאמר מקורי בנושא demokratija.eu .