H.E.S.S.によって撮影された銀河中心領域のガンマ線画像拡大するにはクリックしてください
H.E.S.S.を使用する天体物理学者これらのガンマ線は、銀河全体を透過して雲に衝突する、さらにエネルギーの高い宇宙線粒子から生じると予想されます。ただし、このエネルギー範囲でのHESS装置の極端な感度のおかげで、これらのガンマ線の強度とエネルギーの正確な測定は、銀河の中央領域では、これらの宇宙線粒子が通常、落下で測定されたものよりもエネルギーが高いことをさらに示しています地球の大気に。宇宙線が増強されて銀河の中心部でより高いエネルギーになる理由として考えられるのは、数万年前に爆発した超新星のエコー、または銀河の中心にある超巨大ブラックホールからの粒子加速のバーストです。 。
ガンマ線は通常の光線やX線に似ていますが、はるかにエネルギッシュです。可視光は、物理学者の言葉で約1エレクトロボルト（1 eV）のエネルギーを持っています。 X線は数千から数百万のeVです。 H.E.S.S. 100万eV、つまり1テラエレクトロンボルトのエネルギーを持つ非常に高エネルギーのガンマ線光子を検出します。これらの高エネルギーガンマ線は非常にまれです。比較的強い天体物理学の源であっても、地球の大気の最上部にある平方メートルに当たるガンマ線は、月にたった1本です。
宇宙からの高エネルギー粒子は、地球の大気をあらゆる方向から絶え間なく爆撃します。それらのエネルギーは、人工粒子加速器を使用して到達できるエネルギーをはるかに超えています。宇宙線は1912年にビクターヘスによって発見され、ほぼ1世紀にわたって広く研究されてきましたが、その起源はしばしば天体物理学の主要なテーマの1つとして宣言されていましたが、まだ完全には理解されていません。 H.E.S.S.の初期の重要な結果の1つ実験は、超新星爆発の衝撃波[1]を激しい粒子加速の場所として明らかにすることでした
Nature誌の最近の出版物、国際的なH.E.S.S.共同研究では、私たちのいる天の川銀河の中心近くのガス雲の複合体からのガンマ線放出の発見が報告されました。これらの水素ガスの巨大な雲は、太陽の質量の5000万倍に相当する量のガスを含んでいます。非常に敏感なH.E.S.S.ガンマ線望遠鏡では、これらの雲が非常に高エネルギーのガンマ線で輝いていることを初めて示すことが可能です。
宇宙線を理解する上で重要な問題の1つは、空間での分布です。それらは銀河全体に均一に浸透しますか、それとも密度やエネルギーの分布は銀河内の場所によって異なりますか（たとえば、宇宙粒子加速器が近接しているため）。宇宙線の直接測定は、銀河の中心から約25,000光年に位置する太陽系内でのみ行うことができます。しかし、おかしなことは宇宙物理学者が銀河の他の場所で宇宙線を調査することを可能にします。宇宙線粒子が星間ガス粒子と衝突すると、ガンマ線が発生します。
私たちの銀河の中心部は、超新星爆発の残骸や超大規模なブラックホールなど、天文学者に知られているあらゆる種類のエキゾチックなオブジェクトの例を含む複雑な天文動物園です。また、大量の星間ガスが含まれており、雲に凝集する傾向があります。そのようなガス雲の方向からガンマ線が検出された場合、科学者は雲の位置での宇宙線の密度を推測できます。これらのガンマ線の強度とエネルギーの分布は、宇宙線のそれを反映しています。
低エネルギーで約1億エレクトロボルト（人工加速器は最大1,000,000ミリエレクトロボルトに達する）で、この手法は銀河の宇宙線をマッピングするためにEGRET衛星で使用されています。本当に高いエネルギー（宇宙線加速器の真の領域）では、非常に高エネルギーのガンマ線で輝いている星間ガス雲を「見る」のに十分な感度を持つ機器はありません。私たちの銀河のこの中央領域に宇宙線の存在を初めて実証しました。
H.E.S.S.データは、宇宙線の密度が太陽の近傍の密度を大幅に上回っていることを示しています。興味深いことに、エネルギーが上がるにつれてこの差は大きくなります。これは、宇宙線が最近加速されていることを意味しています。したがって、これらのデータは、過去1万年間にわたって活動していた近くの宇宙線加速器によって雲が照らされていることを示唆しています。そのような加速器の候補は巨大な恒星爆発であり、明らかに「最近の」歴史の中で私たちの銀河の中心近くで爆発した。別の可能な加速サイトは、銀河の中心にある超大質量ブラックホールです。発見に関与した科学者の1人であるジムヒントン氏は、次のように結論づけています。もちろん、私たちは望遠鏡を銀河の中心に向け続けており、正確な加速サイトを正確に特定するために一生懸命取り組んでいます。今後さらにエキサイティングな発見があると確信しています。」
高エネルギー立体システム（H.E.S.S.）チームは、ドイツ、フランス、イギリス、チェコ共和国、アイルランド、アルメニア、南アフリカ、ナミビアの科学者で構成されています。
結果は、南西アフリカのナミビアにある高エネルギー立体視システム（H.E.S.S.）望遠鏡を使用して得られました。直径13 mの望遠鏡が4つあるこのシステムは、現在、非常に高エネルギーのガンマ線の最も感度の高い検出器です。これらは大気中に吸収され、そこで粒子の短期間のシャワーを与えます。 H.E.S.S.望遠鏡は、これらの粒子が発する青みがかった光のかすかな短いフラッシュ（チェレンコフ光と呼ばれ、数十億分の1秒続く）を検出し、非常に敏感なカメラに反射する大きな鏡で光を集めます。各画像は単一のガンマ線光子の空の位置を示し、収集された光の量は最初のガンマ線のエネルギーを示します。光子ごとに画像を作成すると、H.E.S.S。ガンマ線に現れる天体のマップを作成します。
H.E.S.S.望遠鏡アレイは、100人を超える科学者とエンジニアの国際チームによる数年にわたる建設作業を表しています。この機器は2004年9月にナミビアの首相テオベンギラブによって発足しました。その最初のデータは、最高のガンマ線エネルギーでの超新星衝撃波の最初の天文画像を含む、多くの重要な発見をすでにもたらしています。
元のソース：Max Planck Society
