Omvej via gravitationslinse gør en fjern galakse synlig

Aldrig før har astrofysikere målt lys med så høj energi fra et himmelobjekt så langt væk. For omkring 7 milliarder år siden, en enorm eksplosion fandt sted ved det sorte hul i midten af ​​en galakse. Dette blev efterfulgt af et udbrud af højintensive gammastråler. En række teleskoper, MAGIC inkluderet, det er lykkedes at fange dette lys. En ekstra bonus:det var således muligt at genbekræfte Einsteins generelle relativitetsteori, da lysstrålerne stødte på en mindre fjern galakse på vej til Jorden – og blev afbøjet af denne såkaldte gravitationslinse.

Objektet QSO B0218+357 er en blazar, en bestemt type sort hul. Forskere antager nu, at der er et supermassivt sort hul i midten af ​​hver galakse. Sorte huller, som stof i øjeblikket dykker ned i kaldes aktive sorte huller. De udsender ekstremt lyse stråler. Hvis disse udbrud peger mod Jorden, udtrykket blazar bruges.

Fuldmåne forhindrer den første MAGISKE observation

Begivenheden nu beskrevet i " Astronomi og astrofysik " fandt sted for 7 milliarder år siden, da universet ikke engang var halvdelen af ​​sin nuværende alder. "Blasaren blev oprindeligt opdaget den 14. juli 2014 af Large Area Telescope (LAT) af Fermi-satellitten, " forklarer Razmik Mirzoyan, videnskabsmand ved Max Planck Institute for Physics og talsmand for MAGIC-samarbejdet. "Gammastråleteleskoperne på Jorden rettede straks deres sigte mod blazeren for at lære mere om dette objekt."

Et af disse teleskoper var MAGIC, på den kanariske ø La Palma, specialiseret i højenergiske gammastråler. Den kan fange fotoner - lyspartikler - hvis energi er 100 milliarder gange højere end de fotoner, der udsendes af vores Sol og tusind gange højere end dem, der er målt af Fermi-LAT. MAGIC-forskerne var i begyndelsen ude af held, dog:En fuldmåne betød, at teleskopet ikke var i stand til at fungere i det pågældende tidsrum.

Gravitationslinse afbøjer ultrahøjenergifotoner

Elleve dage senere, MAGIC fik en ny chance, da gammastrålerne udsendt af QSO B0218+357 ikke tog den direkte vej til Jorden:En milliard år efter at de tog afsted på deres rejse, de nåede galaksen B0218+357G. Det var her, Einsteins generelle relativitetsteori kom i spil.

Dette siger, at en stor masse i universet, en galakse, for eksempel, afleder lyset fra en genstand bagved. Ud over, lyset fokuseres som af en gigantisk optisk linse - til en fjern iagttager, objektet ser ud til at være meget lysere, men også forvrænget. Lysstrålerne har også brug for forskellig tid til at passere gennem linsen, afhængig af iagttagelsesvinklen.

Denne gravitationslinse var årsagen til, at MAGIC var i stand til, trods alt, at måle QSO B0218+357 - og dermed det fjerneste objekt i højenergi-gammastrålespektret. "Vi vidste fra observationer foretaget af Fermi-rumteleskopet og radioteleskoper i 2012, at de fotoner, der tog den længere rute, ville ankomme 11 dage senere, " siger Julian Sitarek (University of ?ódz, Polen), der ledede denne undersøgelse. "Dette var første gang, vi var i stand til at observere, at højenergifotoner blev afbøjet af en gravitationslinse."

Fordobling af størrelsen af ​​gammastråleuniverset

Det faktum, at gammastråler med så høj energi fra et fjernt himmellegeme når Jordens atmosfære er alt andet end indlysende. "Mange gammastråler går tabt, når de interagerer med fotoner, der stammer fra galakser eller stjerner og har en lavere energi, " siger Mirzoyan. "Med den MAGISKE observation, den del af universet, som vi kan observere via gammastråler, er fordoblet."

Det faktum, at lyset ankom til Jorden på det beregnede tidspunkt, kunne rasle et par teorier om opbygningen af ​​vakuumet - yderligere undersøgelser, imidlertid, er forpligtet til at bekræfte dette. "Observationen peger i øjeblikket på nye muligheder for højenergi-gammastråleobservatorier - og giver en pejlemærke for den næste generation af teleskoper i CTA-projektet, " siger Mirzoyan, opsummere situationen.