Гамма-лучи падают на Землю со всех сторон неба. Наша планета залита диффузным свечением фотонов высоких энергий. Это не сильно влияет на нас, и мы этого не замечаем, потому что наша атмосфера очень хорошо поглощает гамма-лучи. Это так хорошо, что мы не замечали космического гамма-излучения до 1960-х годов, когда в космос были запущены детекторы гамма-излучения для поиска признаков испытаний атомного оружия. Даже тогда мы заметили интенсивные вспышки гамма-излучения, известные как гамма-всплески.
Гамма-всплески яркие, но недолговечные. Они настолько яркие, что сначала опасались, что они были вызваны ядерными взрывами на Земле, но теперь мы знаем, что они вызваны большими умирающими звездами, когда их ядро коллапсирует в черную дыру. Коллапс может спровоцировать образование струй вещества, истекающих от звезды почти со скоростью света. Когда струя сталкивается с межзвездным газом, она создает пучок гамма-лучей. Если струя умирающей звезды оказывается направленной в нашу сторону, мы обнаруживаем гамма-всплеск.
Когда наши гамма-телескопы стали более чувствительными, мы также обнаружили галактическое гамма-свечение. Большая часть этих гамма-лучей приходит к нам из плоскости Млечного Пути и вызывается частицами высоких энергий, которые сталкиваются с межзвездным газом и пылью в нашей галактике. Есть гамма-лучи, которые исходят от активных галактических ядер далеких галактик. Они создаются, когда сверхмассивные черные дыры поглощают материю рядом с ними. Но если исключить гамма-лучи из всех этих известных источников, останется слабое диффузное свечение гамма-лучей. Они приходят к нам со всех сторон, даже из регионов, которые кажутся пустыми. Нам так и не удалось выяснить источник этого слабого фона, но новая статья в Nature, похоже, решила эту загадку.
Команда изучила, как гамма-лучи могут быть произведены космическими лучами. Космические лучи - это чрезвычайно энергичные частицы, обычно протоны, движущиеся почти со скоростью света. Эти частицы космических лучей иногда поражают нашу атмосферу, создавая каскад частиц, которые мы можем обнаружить на поверхности. Но столкновения космических лучей могут также создавать гамма-лучи. Команда подумала, что слабый фон гамма-излучения может быть вызван космическими лучами, падающими на газ и пыль в далеких галактиках. Поскольку большая часть газа и пыли в галактике находится в областях звездообразования, команда сравнила фон гамма-излучения с распределением галактик, активно образующих звезды. Они обнаружили, что области звездообразования в галактиках могут быть источником диффузных гамма-лучей.
Когда будут построены гамма-телескопы с высоким разрешением, такие как Черенковская телескопическая решетка, карты гамма-фона могут еще больше подтвердить эту модель. Это также может позволить нам изучать области звездообразования по-новому и может помочь нам лучше понять происхождение космических лучей.
#наука #космос #звезды #астрология для всех #физика
