宇宙の背景光を測定する

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銀河系外背景の発光と吸収に関するアーティストの印象。拡大するにはクリックしてください
宇宙は、すべての星や銀河からの拡散した放射光で満たされています。この宇宙の霧は、それを洗い流すことができる非常に明るい物体が近くにあるため、実際には検出が困難です。街の明かりが夜に星を覆い隠すように。この放射線を測定する1つの方法は、クエーサーからの放射線を使用することです。クエーサーからの高エネルギー放射線は、このバックグラウンド放射線を通過するときにエネルギーを失い、これを測定することができます。

宇宙全体で、宇宙の背景の光がきらめきます。星、銀河–あらゆる種類のソース–が寄与しています。光は実際には彼らの残り物です。現在、天体物理学者は、この光が誰もが予想したほど強くないことを発見しました。研究者たちは2つの遠方のクエーサーを「プローブ」として使用し、H.E.S.S。ナミビアの望遠鏡。これらのスペクトルはほんの少し赤くなっていることがわかりました。背景光はクエーサーの放射をわずかに難読化するように見えました。これらの観察は、背景の光に光を当てるだけでなく、銀河の誕生と発達と同じくらい素晴らしいトピックについてです(Nature、2006年4月20日)。

星、銀河、クエーサー、および他の多くのオブジェクトは、宇宙の放射の霧の原因となっています。それは銀河間空間のすべてに浸透します。これは、これらすべてのオブジェクトが放出する「残りの」ライトです。銀河系外の背景光– EBL –は、最初の星が誕生したときから現在に至るまで、エポックス相当の恒星活動を覆い隠します。科学者たちはこの排出量を測定するために長い間試みてきました。ただし、地球の大気、太陽系、天の川が弱いEBLの観測を妨害する放射線を放出するため、直接それを行うことは容易ではなく、非常に不正確です。

この問題を解決する1つの方法は、クエーサー、つまり中央に巨大なブラックホールを持つ宇宙エネルギー工場を観測することです。これらの「重力トラップ」は、周囲のガスを飲み込み、その一部をプラズマとして吐き出し、ほぼ光速まで加速します。陽子、電子、電磁波から束ねられた放射線です。多くの場合、それはその母銀河よりも何百倍も広くなる可能性があります。この「クエーサースプレー」が地球の方向を向いている場合、放射線はかなり強く見える可能性があります。天文学者はこれを「ブレザー」と呼んでいます。

H.E.S.S.の2つのオブジェクト観察された研究者は両方ともブレザーです。それらをプローブとして使用する方法は?彼らは非常にエネルギッシュなガンマライト粒子を送り出し、EBLフォトンに当たると地球に向かう途中で強度が失われます。これにより、元のブラザーガンマスペクトルが赤くなります。これは、夕暮れ時に太陽が地平線に近づき、地球の大気が赤よりも太陽光の青い部分の方を分散する場合のようにです。大気が厚いほど、太陽は赤くなります。発赤は媒体の厚さに依存します。この事実は、EBLの構成を調査するための鍵です。

ハイデルベルクのマックスプランク核物理学研究所のルイージコスタマンテは、次のように述べています。今まで、観測されたスペクトルが真に強い赤化があったために赤く見えるのか、それとも最初からそうであったのか、実際には言えませんでした。」

この問題は、2つのクエーサー(H 2356-309および1ES 1101-232)のガンマスペクトルのおかげで解決されました。これらのオブジェクトは、これまでに観測されたどのソースよりも遠くにあります。 H.E.S.S.の感度望遠鏡はそれらを調査することを可能にした。 EBLの強度はクエーサーライトを赤くするほど強くないことがわかります。スペクトルが青すぎ、高エネルギーのガンマ線が多すぎる。

H.E.S.S.データにより、科学者は拡散光の最大強度を導き出すことができました。それは光学望遠鏡で見える単一の銀河の光の合計から生じる最低限に近いです。それは何年もの間天文学者を困惑させてきた質問に答えます:何よりも最初の星からの放射によって拡散光が作成されますか? H.E.S.S.結果はこの可能性を排除するようです。また、通常の銀河のような他の情報源からの貢献の余地もほとんどありません。銀河間空間をさらに詳しく見ると、私たち自身の銀河の外にあるガンマ線を調査する上で、新しい視点が得られます。

元のソース:Max Planck Society

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