Телескоп Fermi зняв космічний феєрверк у динамічному гамма-небі

Невидимі для нашого ока космічні феєрверки заповнюють нічне небо. Ми можемо побачити це невловиме світлове шоу завдяки великому телескопу (LAT) на борту космічного гамма-телескопа NASA Fermi, який спостерігає небо в гамма-променях, формі світла з найвищою енергією. Ця анімація показує шалену активність гамма-випромінювання неба протягом року спостережень з лютого 2022 по лютий 2023. Пульсаційні кола представляють лише підмножину з понад 1500 кривих блиску – записів про те, як джерела змінюють яскравість з часом – зібраних LAT майже 15 років у космосі.

Завдяки роботі міжнародної групи астрономів ці дані тепер є загальнодоступними в інтерактивній бібліотеці, що постійно оновлюється. Стаття про репозиторій була опублікована 15 березня 2023 року в The Astrophysical Journal Supplement Series.

«Нас надихнули зібрати цю базу даних астрономи, які вивчають галактики, і хотіли порівняти криві світла видимого та гамма-променів за довгі часові масштаби», — сказав Даніель Коцевскі, співавтор репозиторію та астрофізик Центру космічних польотів імені Маршалла НАСА в Хантсвілл, Алабама. «Ми отримували запити на обробку одного об’єкта за раз. Тепер наукова спільнота має доступ до всіх проаналізованих даних для всього каталогу».

Дивіться космічний гамма-феєрверк у цій анімації, використовуючи дані лише за рік, отримані з великого телескопа (LAT) на борту космічного гамма-телескопа NASA Fermi. Пурпурове коло кожного об’єкта збільшується, коли він світлішає, і зменшується, коли він тьмяніє. Жовте коло позначає Сонце, що йде своїм видимим річним шляхом по небу. Анімація показує підмножину записів гамма-випромінювання LAT, які тепер доступні для понад 1500 об’єктів у новому, постійно оновлюваному сховищі. Понад 90% цих джерел є типом галактик, які називаються блазарами, живленням яких є надмасивна чорна діра. 

Понад 90% джерел у наборі даних є блазарами, центральними регіонами галактик, де розміщені активні надмасивні чорні діри, які створюють потужні струмені частинок, спрямовані майже прямо на Землю. Наземні обсерваторії, такі як нейтринна обсерваторія IceCube Національного наукового фонду в Антарктиді, іноді можуть виявляти високоенергетичні частинки, що утворюються в цих струменях. Блазари є важливими джерелами для мультимесенджерної астрономії, де вчені використовують комбінації світла, частинок і просторово-часових брижів для вивчення космосу.

«У 2018 році астрономи вперше оголосили про потенційне спільне виявлення гамма-променів і частинок високої енергії під назвою нейтрино від блазара завдяки Fermi LAT і IceCube», — сказала співавтор Мікела Негро, астрофізик з Університету. Меріленд, округ Балтимор, і Центр космічних польотів NASA Goddard у Грінбелті, Меріленд. «Наявність історичної бази даних кривих блиску може призвести до нового розуміння минулих подій у мультимессенджері».

В анімації кожен кадр представляє три дні спостережень. Пурпурове коло кожного об’єкта збільшується, коли він світлішає, і зменшується, коли він тьмяніє. Деякі об’єкти коливаються протягом року. Червонувато-помаранчева смуга, що проходить посередині неба, є центральною площиною нашої галактики Чумацький Шлях , постійного виробника гамма-випромінювання. Більш світлі кольори вказують на яскравіше світіння. Жовте коло показує видиму річну траєкторію Сонця по небу.

Для обробки повного каталогу знадобилося близько трьох місяців або понад 400 комп’ютерних років часу обробки, розподіленого на 1000 вузлів у комп’ютерному кластері, розташованому в Національній лабораторії прискорювачів SLAC у Менло-Парку, Каліфорнія. LAT, основний інструмент Фермі, сканує все небо кожні три години. Він виявляє гамма-промені з енергією від 20 мільйонів до понад 300 мільярдів електронвольт. Для порівняння, енергія видимого світла переважно становить від 2 до 3 електронвольт.