Незрозуміле гамма-джерело виявили в даних телескопа “Фермі”

Астрономи проаналізували спостереження космічного телескопа за 13 років у пошуку перепадів гамма-випромінювання, які збіглися б з аналогічними особливостями випромінювання в інших діапазонах. Так вони виявили несподіване і, що головне, поки що незрозуміле джерело гамма-випромінювання зовсім в іншій частині неба.

Реліктове випромінювання – фонове теплове випромінювання Всесвіту, що виникло на перших етапах його розвитку, в епоху первинної рекомбінації, коли речовина достатньо охолола і сформувалися перші атоми. Уперше це світло астрономи засікли у вигляді тьмяних мікрохвиль 1965 року.

У 1970-х стало зрозуміло, що це випромінювання не просто нерівномірне, а має дипольну структуру: в одному напрямку воно трохи гарячіше, ніж у протилежному. Точніше це вдалося виміряти пізніше, за допомогою обсерваторії COBE, яка відпрацювала з 1989 по 1993 рік. Виявилося, у напрямку сузір’я Лева реліктове випромінювання приблизно на 0,12% гаряче і в середньому сильніше. Вважається, що причина в русі нашої Сонячної системи щодо фону.

Ця різниця заважає вивченню слабших перепадів фонового випромінювання, тому зазвичай дані спостережень від неї зачищають. Проблема в тому, що мікрохвильове не єдине фонове випромінювання у Всесвіті, але з достатньою точністю на сьогодні вдалося виміряти лише його. А щоб перевірити гіпотези про причину виникнення диполя, потрібно бачити повну картину.

Тому група вчених вирішила відібрати зі спостережень гамма-телескопа LAT космічної обсерваторії “Фермі” за 13 років усі дані про гамма-випромінювання з енергією, вищою за три гігаелектронвольти. Для порівняння: енергія видимого світла – від двох до трьох електронвольт.

Потім дослідники “очистили” ці дані від випромінювання диска Чумацького Шляху і відомих джерел гамма-променів. Тоді вчені й побачили несподіваний для них перепад інтенсивності. Результати роботи опубліковані в The Astrophysical Journal Letters.

“Це абсолютно випадкове відкриття. Ми виявили набагато сильніший сигнал, ніж той, який шукали, і в іншій частині неба”, – прокоментував один з авторів дослідження Олександр Кашлінський, космолог із Мерілендського університету (США).

Джерело гамма-випромінювання виявилося в південній півкулі, тоді як пік реліктового випромінювання розташований у північній. Зате воно збіглося з джерелом космічних променів надвисоких енергій (UHECR), енергія яких у мільярди разів вища за три гігаелектронвольти – мінімальне значення, за яким автори нової роботи просіювали дані “Фермі”.

Примітно, що збігся не тільки напрямок, а й перепад інтенсивності – з цієї області неба “прилітає” на 7% більше як гамма-променів, так і частинок, ніж у середньому. А в протилежному напрямку спостерігається такий самий спад. Коливання в кількості космічних надвисоких енергій виявили не так давно, у 2017 році. Учені логічно припустили, що ці феномени пов’язані один з одним і мають спільне джерело. Може, це нейтронні зірки або активні ядра галактик.