תמונת קרני הגמא של אזור המרכז הגלקטי שצולמה על ידי H.E.S.S. לחץ להגדלה
אסטרופיסיקאים המשתמשים ב- H.E.S.S. קרני הגמא צפויות לנבוע מחלקיקי הקרניים הקוסמיות האנרגטיות עוד יותר, המחלחלות לכל הגלקסיה שלנו ומתרסקות לעננים. עם זאת, בזכות הרגישות הקיצונית של מכשיר ה- HESS בטווח אנרגיה זה, מדידות מדויקות של העוצמה והאנרגיות של קרני הגמא הללו מראות עוד יותר כי באזור המרכז של הגלקסיה שלנו חלקיקי הקרן הקוסמית הם בדרך כלל אנרגטיים יותר מאלו שנמדדו נופלים. אל האטמוספרה של כדור הארץ. סיבות אפשריות לכך שהקרניים הקוסמיות משופרות ואנרגיות גבוהות יותר בלב הגלקסיה שלנו כוללות הד של סופרנובה שהתפוצצה לפני עשרת אלפים שנה, או פרץ של האצת חלקיקים מהחור השחור העל-מסיבי במרכז הגלקסיה שלנו .
קרני גאמה דומות לאור רגיל או לקרני רנטגן, אך הן אנרגטיות הרבה יותר. לאור הנראה יש אנרגיה של בערך וולט אלקטרוני (1 eV), במונחים של פיזיקאי. צילומי רנטגן הם אלפים עד מיליוני eV. H.E.S.S. מגלה פוטונים מקרני גאמא בעלי אנרגיה גבוהה מאוד עם אנרגיה של מיליון מיליון eVs, או טרה-אלקטרוולט אחד. קרני הגמא האנרגיה הגבוהה הן נדירות למדי; אפילו עבור מקורות אסטרופיזיים חזקים יחסית, רק כקרן גאמה אחת בחודש פוגעת מטר מרובע בראש האטמוספירה של כדור הארץ.
חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה מהחלל מפציצים ברציפות את האטמוספרה של כדור הארץ מכל הכיוונים. האנרגיות שלהם חורגות, ללא ספק, מאלה שאליהן ניתן להגיע באמצעות מאיצי חלקיקים מעשה ידי אדם. קרניים קוסמיות התגלו בשנת 1912 על ידי ויקטור הס, ולמרות שנחקרו בהרחבה כמעט מאה שנה, מוצאם - שהוכרז לעתים קרובות כאחד הנושאים המרכזיים של האסטרופיזיקה - עדיין לא מובן לחלוטין. תוצאה מוקדמת אחת חשובה של H.E.S.S. הניסוי היה לחשוף גל הלם של פיצוץ סופרנובה [1] כאתר של האצת חלקיקים עזים
בפרסום שפורסם לאחרונה במגזין "Nature", נכתב על ידי H.E.S.S. שיתוף הפעולה דיווח על גילוי פליטת קרני gamma ממתחם של ענני גז בסמוך למרכז הגלקסיה של שביל החלב שלנו. ענני גז מימן ענקיים מקיפים כמות גז השווה פי 50 מיליון ממסת השמש. עם H.E.S.S. טלסקופי קרני גמא, ניתן לראשונה להראות שעננים אלה זוהרים בקרני גמא עם אנרגיה גבוהה מאוד.
נושא מפתח אחד בהבנתנו את הקרניים הקוסמיות הוא תפוצתם במרחב. האם הם מחלחלים לגלקסיה כולה באופן אחיד, או שמא צפיפותם והתפלגותם באנרגיה משתנים בהתאם למיקומו של אחד בגלקסי (למשל בגלל הקרבה של מאיצי החלקיקים הקוסמיים)? ניתן לבצע מדידות ישירות של קרניים קוסמיות רק במערכת השמש שלנו, הממוקמת כ- 25,000 שנות אור ממרכז הגלקסיה. עם זאת, תת-תוקף מאפשרת לאסטרופיסיקאים לחקור קרניים קוסמיות במקומות אחרים בגלקסיה; כאשר חלקיק קרני קוסמי מתנגש עם חלקיק גז בין-כוכבי, נוצרות קרני גאמה.
החלק המרכזי של הגלקסיה שלנו הוא גן חיות אסטרונומי מורכב, המכיל דוגמאות לכל סוג של חפץ אקזוטי המוכר לאסטרונומים, כמו שרידי פיצוצי סופרנובה וחור שחור-מסיבי. הוא מכיל גם כמויות אדירות של גז בין-כוכבי, הנוטה להתגבש בעננים. אם מתגלים קרני גמא מכיוון של ענן גז כזה, המדענים יכולים להסיק את צפיפות הקרניים הקוסמיות במקום הענן. העוצמה וההפצה באנרגיה של קרני הגמא משקפים את זו של הקרניים הקוסמיות.
באנרגיות נמוכות, בערך 100 מיליון וולטים אלקטרוניים (מאיצים מעשה ידי אדם מגיעים לאנרגיות של עד 1,000,000 מיליון וולטים אלקטרוניים), נעשה שימוש בטכניקה זו על ידי לוויין EGRET למיפוי קרניים קוסמיות בגלקסי שלנו. באנרגיות גבוהות באמת - התחום האמיתי של מאיצי הקרינה הקוסמית - אף מכשיר לא היה רגיש עד כה בכדי "לראות" ענני גז בין-כוכביים המאירים בקרני גאמה אנרגטיות מאוד. הוכיח לראשונה את נוכחותן של קרניים קוסמיות באזור מרכזי זה של הגלקסיה שלנו.
ה- H.E.S.S. נתונים מראים כי צפיפות הקרניים הקוסמיות עולה על זו בשכונת השמש בגורם משמעותי. מעניין לציין שההבדל הזה עולה ככל שאנו עולים באנרגיה, מה שמשמע כי הקרניים הקוסמיות האיצו לאחרונה. אם כן, הנתונים הללו רומזים כי העננים מוארים על ידי מאיץ קרניים קוסמי סמוך, שהיה פעיל בעשרת אלפים השנים האחרונות. מועמדים למאיצים כאלה הם פיצוץ מהממים ענק שככל הנראה התקרב ללב הגלקסיה שלנו בהיסטוריה "האחרונה"; אתר תאוצה נוסף אפשרי הוא החור השחור-מסיבי במרכז הגלקסיה. ג'ים הינטון, אחד המדענים המעורבים בתגלית, מסיק "זהו רק הצעד הראשון. אנו ממשיכים כמובן לכוון את הטלסקופים שלנו במרכז הגלקסיה, ונעבוד קשה כדי לאתר את אתר ההאצה המדויק - אני בטוח שעוד יגיעו תגליות מרגשות נוספות. "
צוות המערכת הסטריאוסקופית של אנרגיה גבוהה (H.E.S.S.) מורכב מדענים מגרמניה, צרפת, בריטניה, צ'כיה, אירלנד, ארמניה, דרום אפריקה ונמיביה.
התוצאות התקבלו באמצעות טלסקופים של מערכת אנרגיה גבוהה סטריאוסקופית (H.E.S.S.) בנמיביה, בדרום מערב אפריקה. מערכת זו של ארבעה טלסקופים בקוטר 13 מ 'היא כיום הגלאי הרגיש ביותר של קרני גמא אנרגיה מאוד גבוהה. אלה נקלטים באטמוספירה, שם הם נותנים מקלחת קצרת מועד של חלקיקים. ה- H.E.S.S. הטלסקופים מגלים את ההבזקים הקצרים הקלושים של אור כחלחל אותם חלקיקים אלה פולטים (בשם אור צ'רנקוב, הנמשך כמה מיליארדי שנייה), אוספים את האור במראות גדולות המשקפות על מצלמות רגישות במיוחד. כל תמונה נותנת את המיקום בשמיים של פוטון קרני גאמא יחיד, וכמות האור שנאספה נותנת את האנרגיה של קרן הגמא הראשונית. בניית התמונות פוטון אחר פוטון מאפשרת ל- H.E.S.S. ליצור מפות של חפצים אסטרונומיים כפי שהם מופיעים בקרני גאמה.
ה- H.E.S.S. מערך הטלסקופ מייצג מאמץ בנייה רב-שנתי על ידי צוות בינלאומי המונה למעלה ממאה מדענים ומהנדסים. המכשיר נחנך בספטמבר 2004 על ידי ראש ממשלת נמיביה, תיאו-בן גיראב, והנתונים הראשונים שלו כבר הביאו למספר תגליות חשובות, כולל הדימוי האסטרונומי הראשון של גל הלם סופרנובה באנרגיות קרני הגמא הגבוהות ביותר.
המקור המקורי: אגודת מקס פלאנק
