Кордону «бульбашок Фермі» можна простежити на надвисоких частотах

Американський астрофізик Грегорі Доблер (Gregory Dobler), співробітник Інституту теоретичної фізики ім. Кавлі, показав, що межі «бульбашок Фермі» можна простежити на надвисоких частотах. «Бульбашками» називають гігантські області высокоэнергетичного гамма-випромінювання в Чумацькому Шляху, виявлені космічним телескопом «Фермі». Вони виділяються в діапазоні енергій 1-100 Гев і розташовуються симетрично відносно площини Галактики. Вся структура, таким чином, нагадує вісімку, загальний розмір якої оцінюється в 50 000 світлових років.

Граничні її ділянки, як ми вже розповідали, простежуються при аналізі спостережень космічної обсерваторії ROSAT, виконаних в рентгенівському діапазоні енергії в 1,5 кев. «Бульбашки» проявляються і в даних супутника WMAP, исследующего мікрохвильовий діапазон, як область синхротронного випромінювання. Останній, нагадаємо, випускається зарядженими частинками, що рухаються по викривленим магнітним полем траєкторіях з релятивістськими швидкостями.

Найбільш вірогідним механізмом появи гамма-випромінювання в «міхурах» вважається зворотне комптоновское розсіяння фотонів на електронах, у результаті якого енергія квантів світла збільшується. При цьому популяції електронів, відповідальні за синхротронне випромінювання і зворотний ефект Комптона, цілком можуть збігатися, що було встановлено ще в 2010-м.

Дані по двох енергетичних діапазонах розходилися лише в одному: «гамма-бульбашки» мали чіткі межі на галактичної широти |b| ≈ 50, а інтенсивність мікрохвильового випромінювання, як здавалося, спадала раніше, на |b| ≈ 35. Це невідповідність і привернуло увагу на Доблера.

Зверху показано зображення «бульбашок», отримане в мікрохвильовому діапазоні на частоті в 23 ГГц, в середині — знімок, зроблений «Фермі» на енергіях від 2 до 5 Гев, а знизу — результат обробки даних WMAP за методикою, знайденої р-ном Доблером. Можна помітити, що мікрохвильової «міхур» на нижньому знімку заходить в більш високі широти. (Ілюстрація автора роботи.)

Американець провів повторний аналіз результатів спостережень «Фермі» і WMAP і побудував нові зображення «бульбашок», використовуючи згладжування в 2. У високих північних галактичних широтах виділити потрібний компонент випромінювання було досить складно, оскільки ці області сильно «забруднюється» гамма-фотонами, які народжуються при распадах нейтральних пі-мезонів, і мікрохвильовим випромінюванням обертається пилу. У південних широтах таких проблем немає, і автор, розглядаючи отримані карти, виявив, що межа області мікрохвильового випромінювання знаходиться вище |b| = 35 (тобто віддалена від галактичного центру більш ніж на 6 кпк) і по розташуванню збігається з краєм «гамма-бульбашки».

Тепер, коли дані «Фермі» і WMAP приведені у відповідність, гіпотезу про те, що «бульбашки Фермі» стали звичайним артефактом обробки інформації, можна відкинути. Очевидно, їх потрібно розглядати як окрему складову галактичного випромінювання, про походження якої астрофізики будуть сперечатися ще дуже довго.

Підготовлено за матеріалами arXiv.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *