Місія NASA Fermi створила 14-річну сповільнену зйомку гамма-променів неба

Космос оживає у фільмі сповільненої зйомки всього неба, створеному на основі 14-річних даних, отриманих космічним гамма-телескопом NASA Fermi. Наше Сонце, час від часу яскраво спалахуючи, безтурботно прокладає шлях по небу на фоні джерел високої енергії в нашій галактиці та за її межами.

«Яскраве, постійне гамма-світіння Чумацького Шляху перемежовується інтенсивними спалахами близькосвітлових струменів, які тривають кілька днів і живляться надмасивними чорними дірами в ядрах далеких галактик», — сказав Сет Дігель, старший науковий співробітник. у Національній прискорювальній лабораторії SLAC у Менло-Парку, штат Каліфорнія, який створив зображення. «Ці драматичні виверження, які можуть з’явитися будь-де на небі, відбулися мільйони або мільярди років тому, і їх світло досягає Фермі, поки ми спостерігаємо».

Гамма-промені є формою світла з найвищою енергією. У фільмі показано інтенсивність гамма-променів з енергією понад 200 мільйонів електрон-вольт, виявлених великим телескопом Фермі (LAT) у період із серпня 2008 року до серпня 2022 року. Для порівняння, видиме світло має енергію від 2 до 3 електрон-вольт. Яскравіші кольори позначають розташування більш інтенсивних джерел гамма-випромінювання.

«Одна з перших речей, яка кидається в очі у фільмі, — це джерело, яке неухильно рухається дугою по екрану. Це наше Сонце, видимий рух якого відображає щорічний орбітальний рух Землі навколо нього», – сказала заступник наукового співробітника проекту Фермі Джуді Ракузін, яка розповідає про екскурсію фільмом у Центрі космічних польотів імені Годдарда NASA в Грінбелті, штат Меріленд.

У більшості випадків LAT слабко виявляє Сонце через вплив прискорених частинок, які називаються космічними променями – атомних ядер, що рухаються зі швидкістю, близькою до світла. Коли вони стикаються з сонячним газом або навіть зі світлом, яке воно випромінює, виникають гамма-промені. Однак іноді Сонце раптово стає яскравішим із потужними спалахами, які називаються сонячними спалахами, що може на короткий час зробити нашу зірку одним із найяскравіших джерел гамма-випромінювання на небі.

Фільм показує небо у двох різних ракурсах. Прямокутний вид показує все небо з центром нашої галактики посередині. Це підкреслює центральну площину Чумацького Шляху, яка світиться гамма-променями, утвореними космічними променями, що вражають міжзоряний газ і світло зірок. Він також усіяний багатьма іншими джерелами, включаючи нейтронні зірки та залишки наднових. Над і під цією центральною смугою ми дивимося з нашої галактики на більш широкий Всесвіт, усипаний яскравими джерелами, що швидко змінюються.

Більшість із них насправді є далекими галактиками, і їх краще побачити в іншому ракурсі, зосередженому на північному та південному полюсах нашої галактики. Кожна з цих галактик, які називаються блазарами, містить центральну чорну діру з масою мільйона чи більше Сонць.

Чомусь чорні діри створюють надзвичайно швидко рухомі струмені матерії, і з блазарами ми дивимося майже прямо вниз на один із цих струменів, це зображення підсилює їх яскравість і мінливість. «Варіації говорять нам про те, що в цих літаках щось змінилося», — сказав Ракузін. «Ми регулярно спостерігаємо за цими джерелами та сповіщаємо інші телескопи, у космосі та на землі, коли відбувається щось цікаве. Ми повинні бути швидкими, щоб вловити ці спалахи, перш ніж вони зникнуть, і чим більше спостережень ми зможемо зібрати, тим краще ми зможемо зрозуміти ці події».

Фермі відіграє ключову роль у зростаючій мережі місій, які працюють разом, щоб зафіксувати ці зміни у Всесвіті, коли вони відбуваються.

Багато з цих галактик знаходяться дуже далеко. Наприклад, світло від блазара, відомого як 4C +21,35, подорожувало 4,6 мільярда років, що означає, що спалах, який ми спостерігаємо сьогодні, насправді стався, коли наше Сонце та Сонячна система почали формуватися. Інші яскраві блазари знаходяться більш ніж вдвічі далі, і разом вони дають вражаючі знімки активності чорної діри протягом космічного часу.

У сповільненій зйомці не видно багато короткочасних подій, які вивчає Фермі, наприклад гамма-спалахи, найпотужніші космічні вибухи. Це результат обробки даних протягом кількох днів для підвищення різкості зображень.

Космічний гамма-телескоп Фермі — це партнерство в галузі астрофізики та фізики елементарних частинок, яким керує Годдард. Fermi було розроблено у співпраці з Міністерством енергетики США за участі наукових установ і партнерів із Франції, Німеччини, Італії, Японії, Швеції та Сполучених Штатів.