Nghệ sĩ ấn tượng của sự phát xạ và hấp thụ ánh sáng nền Extragalactic. Nhấn vào đây để phóng to
Vũ trụ chứa đầy ánh sáng lan tỏa của bức xạ đến từ tất cả các ngôi sao và thiên hà. Sương mù vũ trụ này thực sự khó phát hiện vì chúng ta có nhiều vật thể sáng hơn gần đó có thể rửa sạch nó; như cách ánh đèn thành phố che khuất những ngôi sao vào ban đêm. Một cách để đo bức xạ này là sử dụng bức xạ từ các quasar, cực kỳ sáng và xa. Bức xạ năng lượng cao từ các quasar mất năng lượng khi nó đi qua bức xạ nền này, và điều này có thể được đo.
Tất cả trong không gian, một ánh sáng nền vũ trụ lung linh. Sao, thiên hà - tất cả các loại nguồn - đóng góp cho nó; ánh sáng là thức ăn thừa của họ, trên thực tế. Bây giờ, các nhà vật lý thiên văn đã phát hiện ra rằng ánh sáng này khó mãnh liệt như mọi người đã đoán. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng hai quasar ở xa làm đầu dò hình ảnh và ghi lại phổ gamma của chúng bằng H.E.S.S. kính viễn vọng ở Namibia. Những quang phổ này hóa ra chỉ hơi đỏ một chút; ánh sáng nền dường như chỉ làm xáo trộn nhẹ bức xạ chuẩn tinh. Những quan sát này không chỉ làm sáng tỏ ánh sáng nền - mà còn về các chủ đề tuyệt vời như sự ra đời và phát triển của các thiên hà (Thiên nhiên, ngày 20 tháng 4 năm 2006).
Các ngôi sao, thiên hà, quasar và nhiều vật thể khác góp phần tạo ra sương mù bức xạ trong vũ trụ. Nó thấm vào tất cả không gian liên thiên hà; đó là ánh sáng còn sót lại của người Viking mà tất cả những vật thể này phát ra. Ánh sáng nền ngoài vũ trụ - EBL - che lấp các hoạt động của các ngôi sao có giá trị kỷ nguyên, kể từ khi các ngôi sao đầu tiên được tạo ra cho đến hiện tại. Các nhà khoa học đã cố gắng trong một thời gian dài để đo lượng phát thải này. Tuy nhiên, thực hiện điều đó trực tiếp không dễ dàng và cực kỳ không chính xác, bởi vì bầu khí quyển Trái đất, Hệ mặt trời và Dải ngân hà phát ra bức xạ cản trở việc quan sát EBL yếu.
Một cách thoát khỏi vấn đề này là quan sát các quasar - các nhà máy năng lượng vũ trụ có một lỗ đen khổng lồ ở giữa. Những cái bẫy trọng lực của người Viking này đã nuốt khí xung quanh chúng và nhổ một phần của nó trở lại như plasma, tăng tốc gần bằng tốc độ ánh sáng. Đó là bức xạ được bó ra từ các proton, electron và sóng điện từ. Thông thường, nó có thể rộng hơn hàng trăm lần so với thiên hà mẹ của nó. Nếu quasar này phun đầu vào hướng Trái đất, bức xạ có thể xuất hiện khá mạnh - các nhà thiên văn học gọi đây là một ngọn lửa Blazar.
Hai đối tượng mà H.E.S.S. Các nhà nghiên cứu quan sát được cả hai blazar. Làm thế nào để sử dụng chúng như thăm dò? Chúng phát ra các hạt ánh sáng gamma rất mạnh, làm mất sức trên đường đến Trái đất khi chúng chạm vào các photon EBL. Điều này làm cho phổ gamma blazar ban đầu bị đỏ - giống như khi Mặt trời gần đường chân trời lúc chạng vạng và bầu khí quyển Trái đất phân tán nhiều phần màu xanh của ánh sáng mặt trời hơn màu đỏ. Không khí càng dày, mặt trời càng đỏ. Màu đỏ phụ thuộc vào độ dày của môi trường. Thực tế này là chìa khóa để điều tra thành phần của EBL.
Luigi Costamante thuộc Viện Vật lý hạt nhân Max Planck ở Heidelberg nói rằng vấn đề chính là phân phối năng lượng trong các quasar có thể có nhiều dạng khác nhau. Cho đến bây giờ, chúng tôi thực sự không thể nói liệu có bất kỳ quang phổ quan sát nào có màu đỏ hay không bởi vì nó thực sự có màu đỏ mạnh mẽ, hoặc nếu đó là từ đầu.
Vấn đề này đã được giải quyết nhờ phổ gamma của hai quasar - H 2356-309 và 1ES 1101-232. Những vật thể này ở xa hơn bất kỳ nguồn nào được quan sát cho đến bây giờ. Sự nhạy cảm của H.E.S.S. kính viễn vọng làm cho nó có thể điều tra chúng. Nó chỉ ra rằng cường độ EBL không đủ mạnh để làm giảm ánh sáng chuẩn tinh; quang phổ quá xanh và chứa quá nhiều tia gamma năng lượng cao hơn.
H.E.S.S. dữ liệu đã cho phép các nhà khoa học lấy được cường độ tối đa của ánh sáng khuếch tán. Nó ở gần giới hạn thấp nhất do tổng ánh sáng của các thiên hà đơn lẻ có thể nhìn thấy trong kính viễn vọng quang học. Điều đó trả lời một câu hỏi khiến các nhà thiên văn học bối rối trong nhiều năm: ánh sáng khuếch tán được tạo ra trên tất cả bởi bức xạ từ những ngôi sao đầu tiên? H.E.S.S. kết quả dường như loại bỏ khả năng này. Cũng có rất ít chỗ cho sự đóng góp từ các nguồn khác, như các thiên hà bình thường. Nhìn kỹ hơn vào không gian giữa các thiên hà sẽ đưa ra những quan điểm mới về việc điều tra các tia gamma bên ngoài thiên hà của chúng ta.
Nguồn gốc: Xã hội Max Planck
