12 ژانویه 2024-© مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا
ستاره شناسان 13 سال داده های تلسکوپ فضایی پرتو گامای فرمی ناسا را تجزیه و تحلیل کرده اند تا یک ویژگی غافلگیرکننده پرتو گاما را در خارج از کهکشان ما آشکار کنند.سیگنال اشعه گاما که توسط این تیم کشف شد در جهت مشابهی است و دارای قدری تقریباً یکسان به عنوان یکی دیگر از ویژگی‌های غیرقابل توضیح است که توسط برخی از پرانرژی‌ترین ذرات کیهانی کشف‌شده تولید می‌شود.
الکساندر کشلینسکی، کیهان شناس در دانشگاه مریلند و مرکز پروازهای فضایی گودارد ناسا در گرین بلت، گفت: «این یک کشف کاملاً خطرناک است.ما سیگنالی بسیار قوی‌تر و در نقطه‌ای متفاوت از آسمان نسبت به سیگنالی که دنبالش بودیم، پیدا کردیم.
مقاله ای که این یافته ها را توصیف می کند در The Astrophysical Journal Letters منتشر شده است.
این تیم به دنبال یک ویژگی پرتو گاما مرتبط با پس‌زمینه مایکروویو کیهانی (CMB) – قدیمی‌ترین نور در جهان بود.
دانشمندان استدلال می کنند که CMB زمانی توسعه یافت که جهان به اندازه کافی سرد شد تا اولین اتم ها را تشکیل دهد. این رویداد انفجاری از نور را منتشر کرد که برای اولین بار در کیهان نفوذ کرد. برای اولین بار در سال 1965 به صورت امواج مایکروویو ضعیف بر فراز آسمان شناسایی شد.
در دهه 1970، ستاره شناسان دریافتند که CMB دارای ساختار دوقطبی است که توسط ماموریت COBE ناسا با دقت بالا اندازه گیری می شود. CMB تقریباً 0.12% گرمتر است، با امواج مایکروویو بیشتر از حد متوسط، به سمت صورت فلکی شیر. در جهت مخالف، ، با امواج مایکروویو کمتر از میانگین به همان میزان سردتر است.
برای مطالعه تغییرات دما در CMB، سیگنال باید حذف شود. ستاره شناسان این الگو را نتیجه حرکت منظومه شمسی نسبت به CMB با سرعت تقریبی 230 مایل در ثانیه می دانند.این حرکت باعث ایجاد یک سیگنال دوقطبی در نوری می شود که از هر منبع اخترفیزیکی می آید.
با این حال، CMB تنها موردی است که دقیقاً اندازه گیری شده است. ستاره شناسان برای تایید یا به چالش کشیدن این ایده که دوقطبی ناشی از حرکت منظومه شمسی است، به دنبال این الگو در اشکال دیگر نور بوده اند. یکی از نویسندگان فرناندو آتریو-باراندلا، استاد فیزیک نظری در دانشگاه سالامانکا در اسپانیا گفت: چنین اندازه‌گیری مهم است زیرا عدم توافق با اندازه و جهت دوقطبی CMB می‌تواند نگاهی اجمالی به فرآیندهای فیزیکی که در اوایل کیهان انجام می‌دادند را به ما ارائه دهد، به‌طور بالقوه به زمانی که کمتر از یک تریلیونم ثانیه عمر داشت.
این تیم سال ها داده از LAT فرمی را برای یافتن الگوی انتشار دوقطبی مرتبط در پرتوهای گاما با هم جمع کردند. با توجه به اثرات نسبیت، دوقطبی پرتو گاما باید تا پنج برابر بیشتر از CMB های شناسایی شده فعلی تقویت شود.
اخترشناسان 13 سال مشاهدات پرتوهای گاما بالای سه میلیارد الکترون ولت را ترکیب کردند. آنها تمام منابع شناسایی شده را حذف کردند و صفحه مرکزی کهکشان ما را برای تجزیه و تحلیل پس زمینه پرتو گاما از بین بردند.
کریس شریدر، اخترفیزیکدان، یکی از نویسندگان این مقاله گفت: «ما یک دوقطبی پرتو گاما پیدا کردیم، اما اوج آن در آسمان جنوبی، دور از CMB قرار دارد، و قدر آن ده برابر بیشتر از چیزی است که ما از حرکت خود انتظار داریم اگرچه این چیزی نیست که ما به دنبال آن بودیم، اما گمان می‌کنیم که ممکن است مربوط به ویژگی مشابهی باشد که برای پرتوهای کیهانی پرانرژی گزارش شده است.»
پرتوهای کیهانی ذرات باردار شتابدار هستند. کمیاب‌ترین و پرانرژی‌ترین ذرات که پرتوهای کیهانی با انرژی فوق‌العاده نامیده می‌شوند، بیش از یک میلیارد برابر انرژی سه پرتو گاما گاما را حمل می‌کنند. منشا آنها یکی از بزرگترین اسرار در اخترفیزیک است.
رصدخانه Pierre Auger در آرژانتین از سال 2017 یک دوقطبی را در جهت رسیدن UHECR ها گزارش کرده است. پرتوهای کیهانی با داشتن بار الکتریکی، توسط میدان مغناطیسی کهکشان با مقادیر متفاوتی بسته به انرژی آنها منحرف می شوند. این تیم دریافت که دوقطبی UHECR در مکانی شبیه به آنچه تیم در پرتوهای گاما یافتند به اوج می رسد.هر دو دارای قدرهای مشابهی هستند – حدود 7٪ بیشتر از میانگین اشعه یا ذرات گاما که از یک جهت می آیند و مقادیر مشابهی از جهت مخالف می آیند.
این تیم معتقد است که این پدیده ها به هم مرتبط هستند، زیرا منابع ناشناس هم پرتوهای گاما و هم ذرات با انرژی فوق العاده بالا را تولید می کنند. اخترشناسان اکنون باید منابع اسرارآمیز را بیابند یا توضیحات جایگزین برای هر دو ویژگی ارائه دهند.
