“High Altitude Water Cherenkov” (HAWC) opservatorija je objavila prvu mapu neba, uključujući tu i prva merenja koja prikazuju koliko često se crne rupe pale i gase. Mapa uključuje pulsare, ostatke supernovih, i ostale bizarne kosmičke monstrume.
HAWC – opservatorija za posmatranje gama- i kosmičkih zrakova između 100 GeV i 100 TeV. TeV gama-zračenje su fotoni najveće ikad posmatrane energije – 1 1 TeV je 1 trilion elektron-volti (eV), oko trilion puta veće energije od vidljive svetlosti! Detektor pokriva oko 15% neba, tako da svakih 24 časa HAWC može da osmotri 2/3 neba.
„Ovo je naš najdublji pogled u dve trećine neba, kao i hvatanje fotona najveće energije iz bilo kog izvora do sada,“ izjavila je dr Brenda Dingus, naučnik iz Nacionalne laboratorije Los Alamos, koja je predstavila mapu na sastanku Američkog udruženja fizičara u Solt Lejk Sitiju 18. aprila. „Nalazimo se na samoj granici visokih energija“.
HAWC je smešten na vulkanu Sierra Negra u blizini Puebla, u Mehiku, na visini od 4.100 m, a počeo je s radom pre godinu dana i uhvativši za to vreme neke od fotona sa najvećom energijom ikad detektovanom. Osetljiv je na gama-zračenje energije između 0,1 i 100 teraelektron-volti (TeV) – više nego 7 puta veće energije od čestica koje može da proizvede najmoćniji sudarač čestica danas na svetu, CERN-ov Large Hadron Collider. Najenergetskihi fotoni pokupljeni do sada imali su energiju do 60 TeV.
Pogled na 2/3 neba sa vrlo snažnim gama zračenjem koje je zabeležio HAWC tokom 340 dana snimanja od novembra 2014. do novembra 2015. Jasno su vidljivi brojni izvori u Mlečnom putu i vangalaktički objekti Markarian 421 i 501. Radi orijentacije prikazano je i nekoliko markantnih sazvežđa.
Zumirani deo Galaktičke ravni prikazuje TeV gama zračenja.
Ali ono što je interesantno, to je da se ovde ne radi o običnom teleskopu. „HAWC ne izgleda kao ostale opservatorije,“ priča Dingusova. Detektor je sačinjen od 300 rezervoara sa po 200.000 litara pročišćene vode. Kada neka čestica velike energije proleti kroz tu vodu, ona emituje plavu fluorescentnu svetlost nazvanu Čerenkovljevim zračenjem. Fizičari mogu takvu svetlost da koriste za utvrđivanje odakle takve čestice potiču.
Međutim, HAWC nije u stanju da direktno posmatra visokoenergetske fotone. Njih naša atmosfera lako blokira– na našu sreću, jer su u stanju da uništavaju žive ćelije. Umesto njih, detektor beleži mlazeve sekundarnih čestica koje proizvode gama čestice prilikom sudara (interakcije) sa atmosferom, obično na nekoliko desetina km visine, što se naziva vazdušnim pljuskom.
Nastanak gama-zračnog vazdušnog pljuska. Nas svakodnevno pogađaju elementarne čestice i jezgra vrlo velike energije. Većina njih su protoni (vodonikova jezgra) i sve vrste jezgara elemenata sve do urana (mada je bilo šta teže od nikla vrlo, vrlo retko). Svi oni čine ono što zovemo kosmičkim zračenjem. Ostale energetske čestice u kosmosu su uglavnom elektroni i pozitroni, kao i gama zračenje i neutroni.
P.S. U tabeli se pojavljuje reč Bremsstrahlung, izraz koji se u nauci ne prevodi, a znači „kočiono zračenje“.
„Svake sekunde naš detektor pogađa preko 200.000 čestica vazdušnog pljuska,“ kaže Dingusova. „Zapravo, pogađaju nas i sada, dok ovo pričamo“.
Prema podacima prikupljenim tokom prve godine, HAWC je zabeležio 40 udaljenih izvora γ-zračenja, od kojih 10 nije prethodno smatreano izvorom zračenja. Tim astronoma sada pokušava da ih poveže sa nekim od objekata koji su ranije detektovani u vidljivoj ili infracrvenoj svetlosti.
Jedan je, naprimer, povezan sa snažnim pulsarom nastalim od ostataka supernove, objašnjava Michelle Hui iz Nasinog Marshall Spaceflight Centra u Alabami. Kada masivne zvezde umru kao supernove, odbacuju materijal u vidu oblaka poznatog kao ostatak supernove. Udarni talas nastao posle eksplozije ubrzava čestice do ekstremnih brzina (10% brzine svetlosti) i energija, usled čega počinju da zrače u gama spektru.
Drugi izvor je već poznati pulsar 26.000 svetlosnih godina daleko. Obližnji treći izvor je tek identifikovan i možda će biti povezan sa nekim ostatkom supernove.
Tri nova izvora gama zračenja koje je registrovao HAWC.
TREPĆUĆE CRNE RUPE
HAWC je takođe uspeo da uhvari gama-zračenje iz galaksija pored Mlečnog puta, iz izvora koji su još misteriozniji. Smatra se da potiču iz crnih rupa u centrima galaksija, ali je još uvek nejasno na koji bi način fotoni dobijali toliko energZato što radi 24 časa dnevno, detektor može da zabeleži promene u jačini γ-zračenja pouzdanije nego ikad pre. Pre par nedelja, HAWC je zapazio energetsku „baklju“ u galaksiji Markarian 501..
„5. aprila je nismo videli, 6. aprila je bila vrlo snažna, a 8. aprila je opet skoro nestala,“ ispričao je Robert Lauer sa Univerziteta New Mexiko. Tim je odmah poslao alarm drugim opservatorijama da pojavu prate na drugim talasnim dužinama, ali do sada nema nikakvih vesti.
Raniji teleskopi su mogli da hvataju energetske fotone jedino fiksirajući samo jedan deo neba, tako da nisu mogli da mere učestalost tih baklji. Tokom narednih 5 godina, HAWC će moći da prvi put izmeri koliko često se to događa. Čini se da se nivo promene jačine javlja 5 ili 10 puta godišnje, kae Lauer, ali izgleda da to varira od galaksije do galaksije.
HAWC će takođe moći da posmatra i baklje iz crne rupe u centru naše sopstvene galaksije.
„Znamo da se takve stvari događaju, pa ih očekujemo i ovde,“ kaže Hui. „Samo ne znamo koliko često“.
Crna rupa sakrivena u akrecionom disku galaksije. Astronomi tvrde da objekat GRO J1655 krije crnu rupu, a da okolna plazma trepće oko 450 puta u sekundi. To se objašnjava vrlo brzom rotacijom rupe. Veruje se da taj mikrokvazar ima 7 masa našeg Sunca.
