Нова карта Чумацького Шляху змінює уявлення про космічне випромінювання
Китайські астрономи створили нову карту Чумацького Шляху, яка відкрила несподівані особливості гамма-випромінювання нашої галактики. За допомогою обсерваторії LHAASO на горі Хайцзи в Сичуані вони виявили, що гамма-промені з ультрависокою енергією випромінюються диском галактики, що спростовує існуючі теорії про припинення випромінювання після певного енергетичного порога. Це відкриття може призвести до перегляду теорій про характер космічного випромінювання та його вплив на астрофізичні процеси в Чумацькому Шляху.
Китайські вчені представили нову карту Чумацького Шляху, яка заперечує традиційні теорії про космічне випромінювання. Вони створили її на основі даних, зібраних Великою висотною обсерваторією повітряних потоків (LHAASO) на горі Хайцз у провінції Сичуань. Виявлено, що диск нашої галактики сяє гамма-променями з ультрависокою енергією до одного квадрильйону електрон-вольт. Відкриття китайських астрономів спростовує попередні припущення, що випромінювання припиняється після досягнення певного порога. Виявляється, воно охоплює безперервний енергетичний спектр.
Космічні гамма-промені - це електромагнітне випромінювання з найвищою енергією в електромагнітному спектрі, що виникає при ядерних реакціях або інших високоенергетичних процесах у космічному просторі. Їхніми джерелами можуть бути викиди енергії суперновими, чорними дірками, нейтронними зірками або іншими космічними об'єктами. Гамма-промені важливі для астрофізики, оскільки допомагають досліджувати будову Всесвіту і процеси, що відбуваються в ній.
Через обмежену чутливість детекторів попередні спостереження гамма-променів Чумацького Шляху в основному проводилися космічними телескопами при енергіях нижче одного трильйону електронвольт. Коли LHAASO була завершена в 2021 році, вона стала найбільшою та найчутливішою у світі обсерваторією для виявлення гамма-променів та космічних променів надвисоких енергій. Основним компонентом LHAASO є масив KM2A, що включає близько 5200 наземних електромагнітних детекторів та майже 1200 підземних мюонних детекторів.
Дослідники спочатку видалили десятки точкових, а не розсіяних джерел гамма-випромінювання в галактиці. Потім вони провели один з найбільш повних і точних вимірювань розподілу гамма-світлення в широкому діапазоні енергій 0,1-1 квадрильйону електрон-вольт, охопивши великі райони галактики, включаючи як внутрішню, так і зовнішню галактичні площини.
На їхній подив, кількість дифузних гамма-променів, виміряна LHAASO, в два-три рази перевищує передбачену кількість зіткнень космічних променів з міжзоряним газом. Також на відміну від очікувань, енергетичний спектр гамма-випромінювання може бути виражений єдиним статечним законом без будь-яких обмежень, що суперечить популярної теорії, згідно з якою космічні промені надвисокої енергії затримуватимуться магнітними полями галактики протягом тривалого часу, десь між 10 000 і 10 мільйонів років, перш ніж вони нарешті покинуть ці поля.
Ця невідповідність передбачає, що або в нашій галактиці приховані додаткові джерела гамма-випромінювання, або щільність космічних променів змінюється в залежності від місця розташування в нашій галактиці, що ще дивніше, ніж перше пояснення.