Fotony sprzed siedmiu miliardów lat

02-03-2016

Międzynarodowa grupa naukowców, w skład której wchodzą astrofizycy z Wydziału Fizyki i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Łódzkiego, odkryła fotony gamma bardzo wysokich energii z odległej aktywnej galaktyki PKS 1441+25. Zostały one wyemitowane siedem miliardów lat temu, czyli w połowie wieku wszechświata.


Fotony gamma, oddziałując z promieniowaniem wczesnych gwiazd, umożliwiają uzyskanie informacji o tempie powstawania i momencie pojawienia się gwiazd we wszechświecie. PKS 1441+25 to drugie, tak odległe źródło, w którym została odkryta energetyczna emisja. Astrofizycy zaklasyfikowali je jako aktywną galaktykę. W jej sercu znajduje się czarna dziura, o masie siedemdziesiąt  milionów razy większej od słońca, otoczona przez dysk gorącego gazu i pył. Gaz zawarty w dysku spada w stronę czarnej dziury, co powoduje powstawanie dwóch symetrycznych strug materii wystrzeliwanych w przeciwnych kierunkach z prędkością bliską prędkości światła. Źródła takie jak PKS 1441+25 są bardzo jasne, bowiem  jedna ze strug skierowana jest prosto w kierunku Ziemi.





Pierwszy z teleskopów MAGIC na La Palmie


Fot. z zasobów BP UŁ

Odkrycie byłoby niemożliwe, gdyby nie obserwacje teleskopami MAGIC (Major Atmospheric Gamma-ray Imaging Cherenkov), umieszczonymi na Roque de los Muchachos European North Observatory ( 2200 m n.p.m.), na La Palmie w archipelagu Wysp Kanaryjskich. Układ dwóch teleskopów MAGIC, z siedemnastometrową średnicą zwierciadła, jest w stanie mierzyć ze źródeł poza-ziemskich promieniowanie od kilkudziesięciu miliardów do kilkudziesięciu bilionów razy bardziej energetyczne niż światło widzialne.


Teleskop MAGIC powstał w wyniku współpracy stu sześćdziesięciu  naukowców z instytutów naukowych w Niemczech, Hiszpanii, Włoszech, Polsce, Szwajcarii, Finlandii, Bułgarii, Chorwacji, Indiach oraz Japonii. Naukowcy z Katedry Astrofizyki, Wydziału Fizyki i Informatyki Stosowanej, Uniwersytetu Łódzkiego – prof. dr hab. Włodzimierz Bednarek, dr hab. Andrzej Niedźwiecki, dr Julian Sitarek, dr hab. Dorota Sobczyńska biorą udział w eksperymencie MAGIC od momentu jego powstania, czyli od ponad dziesięciu lat.


Astrofizycy od dawna badają tempo tworzenia gwiazd we wczesnym wszechświecie. Może to pomóc w wyjaśnieniu okresu, w którym w gwiazdach powstały ciężkie pierwiastki, z których zbudowane jest jądro ziemi.


– Co roku dwie osoby z naszego zespołu wyjeżdżają, aby pobrać dane do obsługi teleskopów. Zajmujemy się zarówno przygotowaniem oprogramowania, jak i interpretacją fizyczną. W ubiegłym roku profesor Włodzimierz Bednarek był szefem komitetu lokacji czasu w projekcie, ja natomiast zajmuję się głównie koordynacją programu aktywnych galaktyk przy współpracy z MAGIC - informuje dr Julian Sitarek



W prestiżowym czasopiśmie „Astrophysical Journal Letters” 15 grudnia ukazał się artykuł podsumowujący rezultaty odkrycia fotonów gamma bardzo wysokich energii z odległej aktywnej galaktyki PKS 1441+25.
(http://iopscience.iop.org/article/10.1088/2041-8205/815/2/L23)


Ponadto amerykańska National Aeronautics and Space Administration (NASA)  przygotowała film-animację, szczegółowo wyjaśniający tę obserwację:
https://opendrive.gsfc.nasa.gov/shortauth/s/P9IbbIC

Oprac.: (sb)