Gama paprsky dopadají na Zemi ze všech směrů oblohy. Naše planeta se koupe v difúzní záři vysokoenergetických fotonů. Moc nás to neovlivňuje a ve skutečnosti to ani nevnímáme, protože naše atmosféra velmi dobře pohlcuje gama záření. Je tak dobré, že jsme si kosmického gama záření nevšimli až do 60. let 20. století, kdy byly do vesmíru vypuštěny detektory gama záření, aby hledejte známky testů atomových zbraní. Už tehdy jsme si všimli intenzivních záblesků gama paprsků známých jako gama záblesky.
Záblesky gama jsou jasné, ale krátkodobé. Jsou tak jasné, že se nejprve obávalo, že byly způsobeny jadernými výbuchy na Zemi, ale nyní víme, že je způsobují velké umírající hvězdy, když se jejich jádro zhroutí do černé díry. Kolaps může vyvolat tvorbu výtrysků materiálu proudícího od hvězdy téměř rychlostí světla. Když se výtrysk srazí s mezihvězdným plynem, vytvoří paprsek gama paprsků. Pokud je výtrysk umírající hvězdy namířen naším směrem, zaznamenáme záblesk gama.
Jak se naše gama dalekohledy staly citlivějšími, detekovali jsme také galaktické gama záření. Většina těchto gama paprsků k nám přichází z roviny Mléčné dráhy a je způsobena vysokoenergetickými částicemi, které se srazí s mezihvězdným plynem a prachem v naší galaxii. Existují gama paprsky, které pocházejí z aktivních galaktických jader vzdálených galaxií. Vznikají, když supermasivní černé díry konzumují hmotu v jejich blízkosti. Ale pokud vyloučíte gama paprsky ze všech těch známých zdrojů, stále existuje slabé, rozptýlené záření gama paprsků. Přicházejí k nám ze všech stran, dokonce i z krajů, které se zdají být prázdným prostorem. Nikdy jsme nebyli schopni zjistit zdroj tohoto slabého pozadí, ale objevil se nový papírPřírodazdá se, že tuto záhadu vyřešil.
Jak částice kosmického záření vytvářejí gama záření. Kredit: Max Planck Intitut/ESO VLT
Tým zkoumal, jak lze gama záření produkovat kosmické paprsky. Kosmické záření jsou extrémně energetické částice, typicky protony pohybující se téměř rychlostí světla. Tyto částice kosmického záření někdy zasahují naši atmosféru a vytvářejí kaskádu částic, které můžeme detekovat na povrchu. Ale srážky kosmického záření mohou také vytvářet gama záření. Tým se domníval, že slabé gama pozadí může být způsobeno kosmickým zářením dopadajícím na plyn a prach ve vzdálených galaxiích. Protože většina plynu a prachu v galaxii se nachází v oblastech tvořících hvězdy, tým porovnal pozadí gama záření s rozložením galaxií, které aktivně tvoří hvězdy. Zjistili, že oblasti tvořící hvězdy v galaxiích mohou být zdrojem difúzního záření gama.
Když jsou postaveny gama dalekohledy s vysokým rozlišením, jako je Cherenkov Telescope Array, mapy gama pozadí by mohly tento model dále potvrdit. Mohlo by nám to také umožnit studovat oblasti formování hvězd novým způsobem a mohlo by nám to pomoci lépe porozumět původu kosmického záření.
Odkaz:Roth, Matt A. a kol. “ Na difuzním pozadí gama záření dominují galaxie tvořící hvězdy .'Příroda597,7876 (2021): 341-344.
