การวัดแสงพื้นหลังของจักรวาล

Pin
Send
Share
Send

ความประทับใจของศิลปินเกี่ยวกับ Extragalactic Background Light การปล่อยและการดูดกลืนแสง คลิกเพื่อดูภาพขยาย
จักรวาลเต็มไปด้วยการแผ่รังสีแบบกระจายที่มาจากดาวและกาแลคซีทั้งหมด หมอกในจักรวาลนี้ยากที่จะตรวจจับเพราะเรามีวัตถุที่สว่างกว่ามากในบริเวณใกล้เคียงที่สามารถล้างมันได้ เหมือนแสงของเมืองบดบังดวงดาวในเวลากลางคืน วิธีหนึ่งในการวัดรังสีนี้คือการใช้รังสีจากควาซาร์ซึ่งมีความสว่างและห่างไกลมาก การแผ่รังสีพลังงานสูงจากควาซาร์จะสูญเสียพลังงานเมื่อผ่านการแผ่รังสีพื้นหลังนี้และสามารถวัดได้

ทั้งหมดอยู่ในอวกาศส่องแสงพื้นหลังของจักรวาล ดาวกาแลคซี - แหล่งที่มาทุกประเภท - มีส่วนร่วมในนั้น ความจริงแล้วแสงนั้นเป็นของเหลือ ตอนนี้นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ได้ค้นพบว่าแสงนี้แทบจะไม่รุนแรงเท่าที่ทุกคนคาดเดาไว้ นักวิจัยใช้ควาซาร์ไกลโพ้นสองตัวเป็น“ โพรบ” และบันทึกสเปกตรัมรังสีแกมมาโดยใช้ H.E.S.S. กล้องโทรทรรศน์ในนามิเบีย สเปกตรัมเหล่านี้กลายเป็นสีแดงเล็กน้อย แสงพื้นหลังดูเหมือนจะทำให้งงงวยรังสีควาซาร์เพียงเล็กน้อย การสำรวจเหล่านี้ไม่เพียง แต่ให้แสงสว่างบนแสงพื้นหลัง แต่ในหัวข้อที่ยิ่งใหญ่เท่ากับการกำเนิดและการพัฒนาของกาแลคซี (ธรรมชาติ, 20 เมษายน 2549)

ดาวกาแลกซีควาซาร์และวัตถุอื่น ๆ อีกมากมายมีส่วนทำให้เกิดหมอกของรังสีในเอกภพ มันแทรกซึมเข้าไปในอวกาศทั้งหมด มันเป็นแสง“ ที่เหลือ” ที่วัตถุเหล่านี้ปล่อยออกมา แสงพื้นหลัง Extragalactic - EBL - ครอบคลุมค่าของกิจกรรมที่เป็นตัวเอกนับตั้งแต่เวลาที่ดาวดวงแรกถูกสร้างขึ้นจนถึงปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามเป็นเวลานานในการวัดการปล่อยนี้ อย่างไรก็ตามการทำเช่นนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายและไม่ถูกต้องอย่างยิ่งเนื่องจากชั้นบรรยากาศของโลก, ระบบสุริยะและทางช้างเผือกส่งรังสีซึ่งทำให้เกิดการสังเกต EBL ที่อ่อนแอ

ทางออกหนึ่งของปัญหานี้คือการสังเกตควาซาร์ - โรงงานพลังงานจักรวาลที่มีหลุมดำขนาดใหญ่อยู่ตรงกลาง “ กับดักแรงโน้มถ่วง” เหล่านี้กลืนก๊าซรอบตัวพวกมันแล้วพ่นมันบางส่วนกลับมาเป็นพลาสมาเร่งความเร็วเกือบเป็นแสง มันคือการรวมกันของรังสีโปรตอนอิเล็กตรอนและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า บ่อยครั้งที่มันสามารถกว้างกว่ากาแลคซีแม่ได้หลายร้อยเท่า หาก "สเปรย์ควาซาร์" นี้มุ่งไปในทิศทางของโลกรังสีสามารถปรากฏได้ค่อนข้างแรง - นักดาราศาสตร์เรียกสิ่งนี้ว่า "blazar"

วัตถุสองอย่างที่ H.E.S.S. นักวิจัยสังเกตว่ามีไฟลุกลามทั้งสอง วิธีใช้เป็นโพรบ พวกมันส่งอนุภาคแสงแกมมาที่มีพลังมากซึ่งสูญเสียความแข็งแรงเมื่อเดินทางสู่โลกเมื่อพวกเขาชนโฟตอน EBL สิ่งนี้ทำให้สเปกตรัมแกมมา blazar ดั้งเดิมกลายเป็นสีแดง - เช่นเมื่อดวงอาทิตย์ใกล้ขอบฟ้าในเวลาพลบค่ำและชั้นบรรยากาศของโลกกระจายส่วนสีน้ำเงินมากกว่าแสงอาทิตย์มากกว่าสีแดง บรรยากาศที่หนาขึ้นทำให้ดวงอาทิตย์แดงมากขึ้น สีแดงขึ้นอยู่กับความหนาของสื่อ ความจริงนี้เป็นกุญแจสำคัญในการตรวจสอบองค์ประกอบของ EBL

Luigi Costamante จากสถาบัน Max Planck สำหรับฟิสิกส์นิวเคลียร์ในไฮเดลเบิร์กกล่าวว่า“ ปัญหาหลักคือการกระจายพลังงานในควาซาร์สามารถมีหลายรูปแบบ จนถึงตอนนี้เราไม่สามารถพูดได้จริง ๆ ว่าสเปกตรัมที่สังเกตเห็นนั้นมีสีแดงหรือไม่เพราะมันมีสีแดงที่รุนแรงหรือถ้าเป็นเช่นนั้นมาตั้งแต่ต้น”

ปัญหานี้ได้รับการแก้ไขด้วย gamma spectra ของสองควาซาร์ - เอช 2356-309 และ 1ES 1101-232 วัตถุเหล่านี้อยู่ไกลกว่าแหล่งที่สังเกตได้จนถึงปัจจุบัน ความไวของ H.E.S.S. กล้องโทรทรรศน์ทำให้สามารถตรวจสอบได้ ปรากฎว่าความเข้มของ EBL ไม่แข็งแรงพอที่จะลดแสงควาซาร์ สเปกตรัมนั้นมีสีฟ้าเกินไปและมีรังสีแกมม่าพลังงานสูงกว่ามากเกินไป

H.E.S.S. ข้อมูลทำให้นักวิทยาศาสตร์ได้รับความเข้มสูงสุดของแสงแบบกระจาย ใกล้ถึงขีด จำกัด ต่ำสุดที่เกิดจากผลรวมของแสงของกาแลคซีเดี่ยวที่มองเห็นได้ในกล้องโทรทรรศน์ออปติคัล นั่นเป็นคำตอบของคำถามที่ทำให้นักดาราศาสตร์งงงวยมานานหลายปี: แสงจากดวงดาวแรกเกิดจากการกระจายแสงหรือไม่ H.E.S.S. ผลลัพธ์ดูเหมือนจะกำจัดความเป็นไปได้นี้ นอกจากนี้ยังมีพื้นที่เล็ก ๆ สำหรับการช่วยเหลือจากแหล่งอื่นเช่นกาแลคซีทั่วไป การมองอวกาศอวกาศอย่างใกล้ชิดยิ่งขึ้นทำให้มุมมองใหม่เกี่ยวกับการตรวจสอบรังสีแกมม่านอกกาแลคซีของเรา

แหล่งต้นฉบับ: Max Planck Society

Pin
Send
Share
Send