Астрономи посматрају оближњи пулсар са чудним ореолом око њега. Тај пулсар могао би одговорити на питање које већ неко време збуни астронома. Пулсар се зове Геминга, а то је један од најближих пулсара Земљи, удаљен око 800 светлосних година у сазвежђу Близанци. Не само да је близу Земље, већ је Геминга такође веома светла у гама зрацима.
Сам ореоло је очима невидљиво јер је у гама таласним дужинама. (НАСА-ин свемирски телескопски телескоп Ферми открио је то.) Али то је велико, прекрива онолико неба као 40 пуних Месеца.
Хало је можда одговоран за нека дешавања у нашем суседству: у близини Земље има обиље анти-материје, а њено присуство деценијом збуњује научнике деценију.
"Наша анализа сугерира да би тај исти пулсар могао бити одговоран за деценију дугу загонетку о томе зашто је једна врста космичких честица необично обилују близу Земље", рекао је Маттиа Ди Мауро, астрофизичар с Католичког универзитета у Америци у Васхингтону и НАСА-е Годдард Спаце Авионски центар у Греенбелту у Мериленду. "Ово су позитрони, антиматеријска верзија електрона, који долазе негде изван Сунчевог система."
Пулсар је остатак огромне звезде која је нестала супернова. Геминга је резултат експлозије супернове пре око 300 000 година у сазвежђу Близанци. То је ротирајућа неутронска звезда која је на одређени начин оријентисана према Земљи, тако да је њена енергија усмерена према нама попут светионика.
Пулсар је природно окружен облаком и електрона и позитрона. То је зато што неутронска звезда има интензивно електромагнетно поље, најјаче од било којег познатог објекта. Супер-снажно поље извлачи честице са површине пулсара и убрзава их до скоро светлосне брзине.
Ове честице које се брзо крећу, укључујући електроне и њихове анти-материје, позитроне, су космичке зраке. Пошто космичке зраке носе електрични набој, подложне су утицајима магнетних поља. Дакле, у тренутку када космички зраци стигну до Земље, астрономи не могу да прецизирају свој извор.
Током претходне деценије или тако нешто, различити опсерваторији и експерименти открили су више високо енергетских позитрона у нашој близини него што се очекивало. НАСА-ин Ферми гама-свемирски телескоп, НАСА-ин Алпха магнетни спектрометар и други експерименти открили су их. Научници су очекивали да су извори у близини, укључујући Геминга, били извор. Али због начина на који су на те позитроне утицали магнетна поља, то се не може доказати.
До 2017.
Те године Високо надморска висина гренко-опсерваторија Черенков (ХАВЦ) потврдила је оно што су пронашле неке земаљске детекције: мали, али интензиван хало гама-зрачење око Геминга. ХАВЦ је открио енергије у хало структури од 5 до 40 ТеВ, или Тера-електронских волти. То је светло са билионима пута више енергије него што то наше очи могу видети.
У почетку су научници сматрали да хало високе енергије изазивају убрзани електрони и позитрони који се сударају са звезданом светлошћу, што би појачало њихову енергију и учинило их супер светлим. Када набијена честица пренесе неку своју енергију фотону, који се назива расипање Инверзног-Комптона.
Али тим који је користио ХАВЦ за посматрање Геминга и његовог халоа закључио је: ти високоенергетски позитрони би ретко стигли до Земље, на основу величине халоа. Тако да је морало постојати још једно објашњење за бројност позитрона у близини Земље.
Научници који проучавају присуство позитрона у близини Земље још нису прешли пулсар са своје листе. И као блиски и блистави пулс, Геминга је и даље изазивао њихово интересовање.
Маттиа Ди Мауро водио је мали тим научника који су проучавали Геминга податке вредне деценију са Фермијевог телескопа велике површине (ЛАТ.) ЛАТ примећује светлост ниже енергије од ХАВЦ. Ди Мауро је водећи аутор нове студије која представља ова открића. Студија је насловљена „Детекција а-зраке око Геминга са Ферми-ЛАТ подацима и импликацијама за проток позитрона.“ Рад је објављен у часопису Пхисицс Ревиев.
Један од коаутора овог рада је Силвиа Манцони, постдокторска истраживачица на РВТХ Универзитету у Аацхену у Немачкој. У изјави за штампу, Манцони је рекао: „Да бисмо проучавали хало, морали смо да одузмемо све остале изворе гама зрака, укључујући дифузну светлост створену сударањем космичких зрака са међузвездним облацима гаса. Податке смо истражили користећи 10 различитих модела међузвездних емисија. "
Једном када је тим одузео све остале изворе гама зрака на небу, подаци су открили велику дугуљасту структуру; хало око Геминга. Високоенергетска структура покривала је небу од 20 степени при 20 милијарди електрона волти, а још већа површина при нижим енергијама.
Коаутор студије Фиоренза Донато је са Италијанског националног института за нуклеарну физику и Универзитета у Торину. У саопштењу за штампу, Донато је рекао, „Честице ниже енергије путују много даље од пулсара пре него што налете на звездану светлост, преносе део енергије на њега и појачавају светло на гама зраке. Због тога емисија гама зрака покрива веће подручје са нижим енергијама “, објаснио је Донато. "Такође, Гемингин хало је продужен делом и због кретања пулсара кроз свемир."
Тим је упоредио податке ЛАТ-а са подацима ХАВЦ-а и закључио да се скупови података подударају. Такође су открили да би светла, оближња Геминга могла бити одговорна за чак 20% високоенергетских позитрона које је приметио експеримент АМС-02. Екстраполирајући од тога све кумулативне емисије пулсара у Млечном путу, тим каже да пулсари остају најбоље објашњење изворне мистерије: извор свих тих позитрона у близини Земље.
„Наш рад показује важност проучавања појединих извора да бисмо предвидјели како они доприносе космичким зрацима,“ рекао је Ди Мауро. "Ово је један аспект узбудљиве нове области која се зове мултимессенгер астрономија, где проучавамо свемир користећи више сигнала, попут космичких зрака, поред светлости."
Више:
- Саопштења за штампу: Насина мисија Ферми повезује оближњу Пулсарову гама-зраку 'Хало' до антиматерије
- Истраживачки рад: Детекција ауреола у око Геминга са подацима Ферми-ЛАТ и импликацијама за позитронски ток
- Википедија: Цомптон Сцаттеринг
