Nyopdagede supernova-rester afslører kun sig selv ved de højeste gammastråleenergier

H.E.S.S. teleskoper har undersøgt Mælkevejen i de sidste 15 år for at søge efter kilder til gammastråling. H.E.S.S. samarbejde omfatter forskere fra Institut for Astronomi og Astrofysik ved Universitetet i Tübingen ledet af professor Andrea Santangelo og Dr. Gerd Pühlhofer. De er interesserede i kilder til meget højenergi gammastråling i TeV-energiområdet, dvs. i området 1012 elektronvolt, svarende til en billion af energien fra synlige lysfotoner. For første gang har de været i stand til at klassificere himmellegemer ved kun at bruge emissionen af ​​denne form for stråling:meget sandsynligt er de supernova-rester, som er himmellegemer, der dukker op efter eksplosionen af ​​massive stjerner. Resultaterne er offentliggjort i en særudgave af det videnskabelige tidsskrift Astronomi og astrofysik , som optræder i anledning af 15 års jubilæet for H.E.S.S. teleskoper med det største sæt videnskabelige resultater fra projektet til dato.

Over 200 kilder til TeV-stråling er kendt til dato, både galaktisk og ekstragalaktisk. "Vi kan ofte relatere strålingen til kendte astrofysiske objekter, som er blevet undersøgt før med konventionelle teleskoper i lavere frekvensbånd, f.eks. i optiske eller radiobølgebånd, " siger Gerd Pühlhofer. "Interessant nok, imidlertid, med de undersøgelsesobservationer langs det galaktiske plan, der er blevet udført med H.E.S.S. teleskoper, mange nye kilder er blevet opdaget, som ikke er eller ikke er tydeligt forbundet med objekter i lavere frekvenser." Og TeV gammastråledata alene er normalt ikke tilstrækkelige til at tilskrive en kilde til en bestemt astrofysisk type objekt. "De uidentificerede kilder fortsætter med at forblive et stort puslespil inden for gamma-ray astronomi."

Detaljerede data

Men H.E.S.S. teleskoper leverede data, der er detaljerede nok til, at forskerne kunne komme længere. "For første gang, vi er nu i stand til at klassificere uidentificerede TeV-kilder til at være medlemmer af en bestemt objektklasse, kun bruger TeV-data, " siger Pühlhofer. "Tre særlige kilder er nu klassificeret med høj sandsynlighed som supernova-rester."

En supernovarest er et himmellegeme, der dannes efter eksplosionen af ​​en massiv stjerne i slutningen af ​​sin levetid. Det stof, der udstødes i en sådan eksplosion, fører til chokbølger, der forplanter sig ind i det interstellare medium. der, stoffet opvarmes og partikler accelereres til relativistiske hastigheder. Partiklerne interagerer med lys og gas i nærheden af ​​kilderne og producerer således meget højenergi gammastråler. "Vi har allerede vidst siden godt et årti, at nogle af de 300 kendte supernova-rester i vores galakse skinner klart i TeV-gammastråler, " forklarer Daniel Gottschall, Ph.D. studerende i Pühlhofers forskningsgruppe. "Men alle disse objekter har været kendt før fra observationer i andre bølgebånd og er blevet klassificeret som supernova-rester, " tilføjer Massimo Capasso, også ph.d. studerende i forskningsgruppen.

Spørgsmålet er tilbage, siger Gerd Pühlhofer, om hvorfor disse supernova-rester er undsluppet at blive opdaget indtil videre. "De er lige så store som fuldmånen, men fuldstændig usynlig for øjet eller for konventionel optisk, teleskoper." Han anser det for muligt, at i tidligere himmelundersøgelser, på grund af deres position i Mælkevejen og på grund af deres store udvidelse, de kunne ikke skelnes fra de mange andre genstande, eller de er delvist dækket af forgrundsgas. "En mere spændende mulighed ville være, hvis de nye supernova-rester adskiller sig væsentligt fra de andre kendte store rester, som er blevet undersøgt med H.E.S.S.-teleskoperne før, " tilføjer han. "De kan tilhøre en speciel smag af supernova-rester, hvis gammastråleemission induceres af hadroner."

Fællesskabet af gamma-stråleastronomer forbereder i øjeblikket det meget mere følsomme næste generations instrument til TeV gamma-astronomi, Cherenkov Telescope Array CTA. Planlagt at gå ind i almindelig drift i 2020'erne, det vil give et meget mere detaljeret og følsomt billede af vores Mælkevej i gammastråler.