Гамма-лучи — самые энергичные виды электромагнитного излучения, которые могут возникать в результате различных космических процессов, таких как взрывы сверхновых звезд, столкновения черных дыр, активность ядер галактик и т. д. Изучение гамма-лучей позволяет узнать больше о строении и эволюции Вселенной, а также о физике экстремальных условий.
Для наблюдения за гамма-лучами используются специальные космические телескопы, такие как Ферми (Fermi Gamma-ray Space Telescope), запущенный в 2008 году. Этот телескоп имеет два научных инструмента: Телескоп большой площади (Large Area Telescope, LAT) и Монитор гамма-всплесков (Gamma-ray Burst Monitor, GBM). LAT способен регистрировать гамма-лучи с энергией от 20 миллионов до 300 миллиардов электрон-вольт, а GBM — от 8 килоЭВ до 30 МэВ.
Анализируя данные, собранные телескопом Ферми за 13 лет, ученые заметили удивительную особенность в распределении гамма-лучей по небу. Оказалось, что в одном направлении, находящемся за пределами Млечного Пути, наблюдается избыток гамма-лучей с энергией выше средней. Этот сигнал был найден случайно, когда исследователи пытались измерить дипольную аномалию космического микроволнового фона (CMB) — самого древнего света во Вселенной.
Мы наткнулись на удивительное открытие, которое застало нас врасплох. Когда мы усердно продолжали поиск конкретного сигнала в определенной области неба, мы были поражены, обнаружив неожиданно сильный сигнал, исходящий из совершенно другой локации
— Александр Кашлинский, космолог из Университета Мэриленда и Космического центра имени Годдарда НАСА.
Природа этого сигнала пока неясна. Он может быть связан с космическими лучами — высокоэнергетическими частицами, которые летят по космосу почти со скоростью света. Большинство космических лучей состоит из протонов и ядер атомов, которые могут возникать в результате взрывов сверхновых звезд, ускорения в магнитных полях галактик или других неизвестных источников. Когда космические лучи сталкиваются с межзвездным газом или излучением, они могут порождать гамма-лучи.
Однако, сигнал, обнаруженный телескопом Ферми, не совпадает с известными источниками космических лучей в нашей галактике или за ее пределами. Кроме того, он имеет схожий характер с другой необъяснимой сущностью, которая была замечена в потоке ультравысокоэнергетических космических лучей (UHECR) — частиц с энергией выше 10 18 эВ. Эти частицы имеют такую большую энергию, что не должны проникать сквозь магнитные поля галактик, но все же доходят до Земли. Вопрос о том, откуда они берутся, продолжает озадачивать ученых в области астрофизики, оставаясь одной из самых интригующих загадок.
Ученые предполагают, что сигнал гамма-лучей и UHECR могут иметь общий источник, который находится за пределами Млечного Пути, но пока не могут точно определить его природу и расположение. Возможно, что это какое-то экстремальное космическое явление, которое способно ускорять частицы до невероятных энергий. Для того, чтобы выяснить это, необходимы дальнейшие наблюдения и теоретические модели.
Это очень захватывающее открытие, которое указывает новые горизонты в изучении гамма-лучей и космических лучей. Мы надеемся, что в будущем сможем понять, что стоит за этим сигналом и как он связан с другими космическими феноменами
— Фернандо Атрио-Барандела, профессор теоретической физики в Университете Саламанки в Испании.
