Гамма-кванти у Всесвіті

Протягом досить тривалого часу астрономія була чисто “оптичної” наукою. Мабуть, ще більш багатообіцяючим джерелом космічної інформації є гамма-кванти у Всесвіті. Справа в тому, що енергія гамма-квантів може в сотні тисяч і мільйони разів перевершувати енергію фотонів видимого світла. Для таких гамма-квантів Всесвіт фактично прозора. Вони поширюються практично прямолінійно, приходять до нас від вельми віддалених об’єктів і можуть повідомити надзвичайно цінні відомості про багатьох фізичних процесах, що протікають в космосі. Особливо важливу інформацію гамма-кванти у Всесвіті здатні принести про незвичайних, екстремальних станах матерії. Так, наприклад, гамма-кванти виникають при взаємодії речовини і антиречовини, а також там, де відбувається народження космічних променів – потоків частинок високих енергій. Головні труднощі гамма-спостережень у Всесвіті полягає в тому, що хоча енергія космічних гамма-квантів і дуже велика, але число цих квантів в навколоземному просторі мізерно мало.

Мабуть, найбільш перспективним джерелом космічної інформації є гамма-кванти у Всесвіті

Сучасні гамма-телескопи навіть від самих яскравих гамма-джерел реєструють приблизно один квант за кілька хвилин. Значні труднощі виникають і внаслідок того, що первинне космічне випромінювання доводиться вивчати на тлі численних перешкод. Під дією заряджених частинок космічних променів, що приходять на Землю, – протонів і електронів, починають яскраво “світитися” в гамма-діапазоні і земна атмосфера, і конструкції космічного апарату, на борту якого встановлена ​​реєструє апаратура.

Як же виглядає Всесвіт в гамма-кванти? Уявіть собі на хвилину, що ваші очі чутливі ні до видимого світла, а до гамма-квантів. Яка картина постала б перед нами? Поглянувши на небо, ми не побачили б ні Сонця, ні звичних сузір’їв, а Чумацький Шлях виглядав би вузької світиться смужкою.

В даний час за допомогою гамма-телескопів, встановлених на космічних апаратах, зареєстровано кілька десятків джерел гамма-квантів у Всесвіті. Поки що не можна точно сказати, що вони собою являють, – зірки це чи інші компактні об’єкти, або, може бути, протяжні освіти. Є підстави припускати, що гамма-кванти у Всесвіті виникають при нестаціонарних, вибухових явищах. До числа таких явищ відносяться, наприклад, спалахи наднових зірок. Однак при обстеженні 88 відомих залишків наднових було виявлено тільки два джерела гамма-квантів. У той же час зареєстровані позагалактичні джерела у Всесвіті гамма-квантів, пов’язані з активними галактиками і квазарами, де відбуваються вибухові процеси, в десятки мільйонів разів потужніші, ніж спалахи наднових. Не виключена можливість, що сучасна астрономія стоїть на порозі відкриття принципово нового класу космічних об’єктів, фізична природа яких нам ще невідома. Вельми цікавий гамма-джерело у Всесвіті був виявлений також в сузір’ї Змієносця. В цьому місці знаходиться щільне газопилову хмара, усередині якого розташована група молодих гарячих спалахують зірок. Зареєстровані гамма-кванти і від іншої туманності – туманності Оріона, в якій є молоді зірки і де за деякими даними спостерігається розширення систем таких зірок – зіркових асоціацій.

Реєстрація космічних гамма-квантів високої енергії у Всесвіті, в принципі, дозволяє виявляти об’єкти, які є генераторами космічних променів, т. Е. Вирішити задачу, давно є однією з найважливіших в астрофізиці. Справа в тому, що при взаємодії енергійних ядер, що входять до складу космічних променів, з міжзоряним середовищем, що оточує їх джерело, – частинками газу або пилу, – повинні народжуватися особливі елементарні частинки, так звані пі-нуль-мезони. Частинки ці недовговічні і розпадаються на гамма-кванти, які і можуть бути зареєстровані за допомогою гамма-телескопів. При цьому гамма-світіння тим яскравіше, чим більше щільність космічного випромінювання. Таким чином, спостереження в гамма-діапазоні дозволяють не тільки визначати, де розташований об’єкт, який породжує космічні промені, а й оцінювати його інтенсивність.

Джерелами гамма-квантів у Всесвіті є і нейтронні зірки – пульсари. Зокрема, найяскравіша “зірка” в гамма-діапазоні – пульсар, який знаходиться в сузір’ї Парусов, невидимий для оптичних телескопів. Інша “гамма-зірка” ототожненазі знаменитим Пульсаром в Крабовидної туманності. Однак будь-яких безпосередніх доказів того, що в пульсарах народжуються енергійні ядра і таким чином саме пульсари є джерелами космічних променів, поки немає. Швидше за все, гамма-світіння пульсарів породжується швидкими електронами.

Подальше вивчення космічних гамма-квантів має дати відповіді на багато питань, які мають фундаментальне значення для розуміння будови космічних об’єктів і що відбуваються у Всесвіті фізичних процесів. Зокрема, ту обставину, що гамма-кванти у Всесвіті поширюються прямолінійно, відкриває можливість не тільки виявляти дуже далекі джерела гамма-випромінювання, але і визначати напрямки, в яких вони знаходяться. А оскільки механізм виникнення у Всесвіті гамма-квантів пов’язаний з впливом “нетеплових” частинок досить високої енергії, то це випромінювання несе з собою надзвичайно цінну інформацію про фізичні процеси, що відбуваються в таких районах Всесвіту, де існує висока концентрація нетеплових частинок.

...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Магнітосфера