«Пузыри Ферми» выделены в микроволновом диапазоне
Дмитрий Сафин
Американский астрофизик Грегори Доблер (Gregory Dobler), сотрудник Института теоретической физики им. Кавли, показал, что границы «пузырей Ферми» можно проследить на сверхвысоких частотах.
«Пузырями» называют гигантские области высокоэнергетичного гамма-излучения в Млечном Пути, обнаруженные космическим телескопом «Ферми». Они выделяются в диапазоне энергий 1–100 ГэВ и располагаются симметрично относительно плоскости Галактики. Вся структура, таким образом, напоминает восьмёрку, общий размер которой оценивается в 50 000 световых лет.
Её граничные участки, как мы уже рассказывали, прослеживаются при анализе наблюдений космической обсерватории ROSAT, выполненных в рентгеновском диапазоне на энергии в 1,5 кэВ. «Пузыри» проявляются и в данных спутника WMAP, исследующего микроволновой диапазон, как область синхротронного излучения. Последнее, напомним, испускается заряженными частицами, которые движутся по искривлённым магнитным полем траекториям с релятивистскими скоростями.
Наиболее вероятным механизмом появления гамма-излучения в «пузырях» считается обратное комптоновское рассеяние фотонов на электронах, в результате которого энергия квантов света увеличивается. При этом популяции электронов, ответственные за синхротронное излучение и обратный эффект Комптона, вполне могут совпадать, что было установлено в 2010-м.
Данные по двум энергетическим диапазонам расходились лишь в одном: «гамма-пузыри» имели чёткие границы на галактической широте |b| ≈ 50˚, а интенсивность микроволнового излучения, как казалось, спадала раньше, на |b| ≈ 35˚. Это несоответствие и привлекло внимание г-на Доблера.
| Сверху показано изображение «пузырей», полученное в микроволновом диапазоне на частоте в 23 ГГц, в середине — снимок, сделанный «Ферми» на энергиях от 2 до 5 ГэВ, а внизу — результат обработки данных WMAP по методике, найденной г-ном Доблером. Можно заметить, что микроволновой «пузырь» на нижнем снимке заходит в более высокие широты. (Иллюстрация автора работы.) |
Американец провёл повторный анализ результатов наблюдений «Ферми» и WMAP и построил новые изображения «пузырей», используя сглаживание в 2˚. В высоких северных галактических широтах выделить нужный компонент излучения было довольно сложно, поскольку эти области сильно «загрязняются» гамма-фотонами, которые рождаются при распадах нейтральных пи-мезонов, и микроволновым излучением вращающейся пыли. В южных широтах таких проблем нет, и автор, рассматривая полученные карты, обнаружил, что граница области микроволнового излучения находится выше |b| = 35˚ (то есть удалена от галактического центра более чем на 6 кпк) и по расположению совпадает с краем «гамма-пузыря».
Теперь, когда данные «Ферми» и WMAP приведены в соответствие, гипотезу о том, что «пузыри Ферми» стали обычным артефактом обработки информации, можно отбросить. Очевидно, их нужно рассматривать как отдельную составляющую галактического излучения, о происхождении которой астрофизики будут спорить ещё очень долго.
Подготовлено по материалам arXiv.
Источник: science.compulenta.ru.
Рейтинг публикации:
|
