Астрономы определили происхождение неизвестных гамма-лучей

Ученые выяснили, что так называемые гамма-лучи "пустого неба", происхождение которых до сих пор не было известно, связаны с галактиками, в которых активно идут процессы звездообразования. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Гамма-лучи — самый энергичный вид излучения во Вселенной. Часть из них связана с активными ядрами галактик, в которых, как правило, расположены сверхмассивные черные дыры, другие — с остатками сверхновых. Но есть гамма-лучи, которые появляются на участках, казалось бы, пустого неба. Происхождение таких гамма-лучей долгое время оставалось загадкой.

Исследователи из Австралийского национального университета вместе с коллегами из Университета Сапиенца в Риме и Центра передового опыта по астрофизике всего неба в трех измерениях (ASTRO 3D) Австралийского исследовательского совета детально проанализировали данные космических телескопов "Хаббл" и "Ферми" и пришли к выводу, что гамма-лучи "пустого неба" исходят от звездообразующих галактик. Авторы подтвердили свои выводы с помощью компьютерного моделирования.

"Мы смоделировали гамма-излучение всех галактик во Вселенной и сравнили наши результаты с предсказаниями для других источников. Оказалось, что именно звездообразующие галактики, а не активные ядра галактик, производят большую часть этого диффузного гамма-излучения, — приводятся в пресс-релизе Австралийского национального университета слова первого автора статьи доктора Мэтта Рота (Matt Roth) из Исследовательской школы астрономии и астрофизики. — Это важная веха — наконец обнаружить происхождение этого гамма-излучения, разгадать загадку Вселенной, которую астрономы пытались решить с 1960-х годов".

Используя данные космических телескопов, исследователи проанализировали важнейшие параметры множества галактик — общую массу, физический размер, расстояние от Земли темпы звездообразования в них. По мнению авторов, гамма-лучи возникают, когда выбрасываемые звездообразующими галактиками потоки космических частиц, которые движутся со скоростью, очень близкой к скорости света, сталкиваются с межзвездным газом.

Авторы надеются, что их открытие поможет астрономам разгадать другие загадки Вселенной, в том числе один из центральных вопросов астрофизики — какие частицы составляют темную материю.

"Наша модель также может быть использована для прогнозирования радиоизлучения от звездообразующих галактик, что поможет исследователям лучше понять внутреннюю структуру галактик", — говорит доктор Рот.

В настоящее время исследователи занимаются созданием карт гамма-излучения неба, которые можно будет использовать для интерпретации наблюдений гамма-телескопов следующего поколения, таких как Массив черенковских телескопов (CTA — Cherenkov Telescope Array).

"Мы надеемся, что эта новая технология позволит нам наблюдать в гамма-лучах гораздо больше звездообразующих галактик, чем мы можем обнаружить с помощью современных гамма-телескопов", — заключает ученый.