«Это продвижение стало возможным благодаря полному повторному анализу, который мы называем этапом 8, всех данных, полученных телескопом Fermi Large Area Telescope (LAT)», — сказал Марко Аджелло, член группы Fermi из Университета Клемсона в Южной Каролине. «Конечным результатом является полная модернизация инструмента без необходимости отрывать его от земли».Тщательно пересматривая каждое обнаружение гамма-излучения и частиц с помощью LAT с момента запуска Fermi в 2008 году, ученые улучшили свои знания о реакции детектора на каждое событие и о фоновой среде, в которой оно было измерено. Это позволило команде Ферми найти множество гамма-лучей, которые ранее были пропущены, одновременно улучшив способность LAT определять направления входящих гамма-лучей. Эти улучшения эффективно повышают резкость обзора LAT, а также значительно расширяют диапазон его полезной энергии.
Используя 61 000 гамма-лучей Pass 8, собранных за 80 месяцев, Аджелло и его коллеги построили карту всего неба при энергиях от 50 миллиардов (ГэВ) до 2 триллионов электрон-вольт (ТэВ). Для сравнения, энергия видимого света колеблется примерно от 2 до 3 электрон-вольт.«Из 360 источников, которые мы каталогизировали, около 75 процентов — это блазары, далекие галактики, оснащенные сверхмассивными черными дырами», — сказал соисследователь Альберто Домингес из Университета Комплутенсе в Мадриде. «Источники с самой высокой энергией, расположенные в нашей галактике, в основном представляют собой остатки взрывов сверхновых и туманностей пульсарного ветра, мест, где быстро вращающиеся нейтронные звезды ускоряют частицы почти до скорости света». Один известный пример, Крабовидная туманность, возглавляет список источников Ферми с наивысшей энергией, производя устойчивую морось гамма-лучей, превышающую 1 ТэВ.
Астрономы считают, что эти гамма-лучи очень высокой энергии образуются, когда свет меньшей энергии сталкивается с ускоренными частицами. Это приводит к небольшой потере энергии частицей и большому усилению света, превращая его в гамма-луч.
Впервые данные по Ферми теперь расширяются до энергий, ранее наблюдаемых только наземными детекторами. Поскольку наземные телескопы имеют гораздо меньшее поле зрения, чем LAT, который сканирует все небо каждые три часа, они обнаружили только около четверти объектов в каталоге. Это исследование предоставляет наземным объектам более 280 новых целей для последующих наблюдений.«Интересным аспектом этого каталога является то, что мы находим много новых источников, излучающих гамма-лучи на сравнительно большом участке неба», — объяснил Джейми Коэн, аспирант Университета Мэриленда, работающий с командой Ферми в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Зеленый пояс. «Обнаружение большего количества этих объектов позволяет нам исследовать их структуру, а также лучше понять механизмы, которые ускоряют субатомные частицы, которые в конечном итоге производят гамма-излучение».
В новом каталоге идентифицировано 25 из этих протяженных объектов, в том числе три новые туманности пульсарного ветра и два новых остатка сверхновой.Аджелло представил результаты в четверг на 227-м заседании Американского астрономического общества в Киссимми, Флорида. Статья с описанием каталога принята к публикации в Приложении к астрофизическому журналу.
Космический гамма-телескоп Ферми НАСА — это партнерство по астрофизике и физике элементарных частиц, разработанное в сотрудничестве с Министерством энергетики США и при важном вкладе академических институтов и партнеров из Франции, Германии, Италии, Японии, Швеции и США.