Teleskoopit havaitsivat gammasäteilyä blasaarista 8 miljardin valovuoden päästä

Espanjan La Palmassa sijaitsevan Roque de los Muchachosin observatorion teleskoopit ovat havainneet erittäin korkeaenergistä gammasäteilyä blasaarista OP 313. Tämä tekee siitä kaukaisimman näillä energioilla koskaan havaitun blasaarin. CTAO LST- ja MAGIC-yhteistyöhankkeiden 15. elokuuta julkaisemat ja Astronomy & Astrophysics -tiedelehdessä ilmestyneet tulokset kuvaavat havaintoja fotoneista, jotka matkasivat maapallolle noin 8 miljardia vuotta.phys+1

Ennätyksellinen havainto

OP 313 on tasaisen spektrin radiokvasaari, joka sijaitsee punasiirtymällä 0,997. LST-1-prototyyppiteleskooppi havaitsi sen erittäin korkeilla energioilla ensimmäisen kerran poikkeuksellisen purkauksen aikana joulukuussa 2023. Yhteisartikkelissa esitellään nyt yksityiskohtaisia jatkohavaintoja, joita tehtiin LST-1:n 23-metrisellä peilillä ja kahdella 17-metrisellä MAGIC-teleskoopilla, ja yhdistetään niiden tiedot muiden tutkimuslaitosten matalampienergisiin mittauksiin.uni.lodz+2

OP 313:sta havaitut gammasäteet säteilevät aikakaudella heti "kosmisen keskipäivän" jälkeen, eli noin 11 miljardia vuotta sitten, jolloin maailmankaikkeuden tähtien ja galaksien muodostuminen oli huipussaan. Matkatessaan kosmoksen halki fotonit vuorovaikutti galaksienvälisen taustavalon kanssa, joka on kaikkien historian tähtien ja galaksien tuottama hajavalokenttä. Fotonit menettivät voimakkuuttaan parinmuodostukseksi kutsutussa prosessissa, jossa gammasäteilyn energia muuttuu elektroni-positroni-pareiksi.phys+1

Maailmankaikkeuden valobudjetin rajoittaminen

Analysoimalla gammasignaalin vaimenemista sen 8 miljardin vuoden matkan aikana tutkijat saivat asetettua tiukat ylärajat sille, kuinka suuri galaksienvälisen taustavalon tiheys maailmankaikkeudessa voi enimmillään olla. "Tämä prosessi heikentää gammasäteilyn voimakkuutta. Maahan teleskooppien ulottuville saapuu vain heikko hohde, riippumatta siitä, kuinka voimakasta säteily oli alkulähteellään", sanoo Max Planck -fysiikkainstituutin tutkija ja artikkelin vastaava kirjoittaja Axel Arbet-Engels.mpg

Tutkijaryhmä totesi, että voimakkaan säteilyn taustalla olivat relativistiset elektronit, jotka kiihtyivät lähes valonnopeuteen OP 313:n plasmasuihkussa. Nämä elektronit siirsivät energiaa matalaenergisille fotoneille ja kasvattivat ne erittäin korkeaenergisiksi gammasäteiksi.phys+1

Tulevaisuuden teleskooppien koekenttä

Havainto toimii varhaisena osoituksena vasta käyttöönottovaiheessa olevan LST-1-teleskoopin suorituskyvystä. LST-yhteistyöhanke vihkii 15. lokakuuta käyttöön täyden neljän teleskoopin LST-alajärjestelmän La Palman havaintopaikalla. Sen tarkoituksena on parantaa observatorion herkkyyttä aina 20 gigaelektronivolttiin (GeV) saakka ja ulottaa gammasäteilyn havaintohorisontti entistäkin kauemmas.uni.lodz+1