Trong số ra ngày 25 tháng 3 năm 2005 của Tạp chí Khoa học, nhóm các nhà vật lý thiên văn quốc tế về năng lượng cao (HESS), bao gồm các nhà thiên văn học Vương quốc Anh từ Đại học Durham, báo cáo kết quả khảo sát nhạy cảm đầu tiên về phần trung tâm của thiên hà chúng ta với năng lượng rất cao (VHE) tia gamma. Bao gồm trong số các vật thể mới được phát hiện là hai máy gia tốc tối tối - vật thể bí ẩn đang phát ra các hạt năng lượng, nhưng dường như không có đối tác quang học hoặc tia X.
Khảo sát này cho thấy tổng cộng tám nguồn tia gamma VHE mới trong đĩa Thiên hà của chúng ta, về cơ bản là gấp đôi số lượng được biết đến tại các năng lượng này. Các kết quả đã đẩy thiên văn học vào một miền chưa được biết đến trước đó, mở rộng kiến thức của chúng ta về Dải Ngân hà trong một chế độ bước sóng mới lạ qua đó mở ra một cửa sổ mới trên thiên hà của chúng ta.
Tia gamma được tạo ra trong các máy gia tốc hạt vũ trụ cực đoan như vụ nổ siêu tân tinh và cung cấp một cái nhìn độc đáo về các quá trình năng lượng cao đang hoạt động trong Dải Ngân hà. Thiên văn học tia gamma VHE vẫn còn là một lĩnh vực trẻ và H.E.S.S. đang thực hiện khảo sát nhạy cảm đầu tiên ở dải năng lượng này, tìm kiếm các nguồn chưa biết trước đây.
Đặc biệt tuyệt vời là hai trong số các nguồn mới này được phát hiện bởi H.E.S.S. không có đối tác rõ ràng trong các dải bước sóng thông thường hơn như thiên văn học quang học và tia X. Việc phát hiện ra tia gamma VHE từ các nguồn như vậy cho thấy chúng có thể là máy gia tốc tối, vì Stefan Funk từ Viện Max-Planck ở Heidelberg khẳng định: Các vật thể này dường như chỉ phát ra bức xạ ở các dải năng lượng cao nhất. Chúng tôi đã hy vọng rằng với một nhạc cụ mới như H.E.S.S. chúng tôi sẽ phát hiện một số nguồn mới, nhưng thành công mà chúng tôi có bây giờ vượt quá mọi mong đợi của chúng tôi.
Tiến sĩ Paula Chadwick thuộc Đại học Durham cho biết thêm Nhiều vật thể mới dường như là các loại nguồn được biết đến, như tàn dư siêu tân tinh và tinh vân gió xung. Dữ liệu về các đối tượng này sẽ giúp chúng ta hiểu chi tiết hơn về gia tốc hạt trong thiên hà của chúng ta; nhưng việc tìm thấy những máy gia tốc tối này là một bất ngờ. Không có đối tác ở các bước sóng khác, hiện tại, chúng là một bí ẩn hoàn toàn.
Máy gia tốc hạt vũ trụ được cho là tăng tốc các hạt tích điện, như electron và ion, bằng cách tác động lên các hạt này bằng sóng xung kích mạnh. Tia gamma năng lượng cao là sản phẩm thứ cấp của máy gia tốc vũ trụ và dễ phát hiện hơn vì chúng truyền theo đường thẳng từ nguồn, không giống như các hạt tích điện bị lệch từ trường. Các máy gia tốc vũ trụ thường có thể nhìn thấy ở các bước sóng khác cũng như các tia gamma VHE.
H.E.S.S. mảng là lý tưởng để tìm các vật thể tia gamma VHE mới này, bởi vì cũng như nghiên cứu các vật thể nhìn thấy ở các bước sóng khác dự kiến là nguồn phát ra tia gamma năng lượng rất cao, trường nhìn rộng của nó (gấp mười lần đường kính của Mặt trăng) rằng nó có thể khảo sát bầu trời và khám phá các nguồn chưa biết trước đây.
Một khám phá quan trọng khác là các nguồn mới xuất hiện với kích thước điển hình của thứ tự một phần mười của một mức độ; H.E.S.S. công cụ lần đầu tiên cung cấp đủ độ phân giải và độ nhạy để xem các cấu trúc như vậy. Do các vật thể tập hợp trong một phần nhỏ so với mặt phẳng của Thiên hà của chúng ta, nên chúng rất có thể nằm ở một khoảng cách đáng kể - cách mặt trời 1000 năm ánh sáng - ngụ ý rằng các máy gia tốc hạt vũ trụ này kéo dài qua một năm ánh sáng.
Kết quả thu được bằng cách sử dụng kính viễn vọng Hệ thống lập thể năng lượng cao (H.E.S.S.) ở Namibia, ở Tây Nam Phi. Hệ thống gồm bốn kính viễn vọng đường kính 13 m này hiện là máy dò tia Vma nhạy nhất, bức xạ năng lượng gấp hàng triệu triệu lần so với ánh sáng khả kiến. Những tia gamma năng lượng cao này khá hiếm - ngay cả đối với các nguồn tương đối mạnh, chỉ có khoảng một tia gamma mỗi tháng chạm một mét vuông trên đỉnh của bầu khí quyển Trái đất. Ngoài ra, vì chúng được hấp thụ trong khí quyển, việc phát hiện trực tiếp một số lượng đáng kể các tia gamma hiếm sẽ đòi hỏi một vệ tinh có kích thước khổng lồ. H.E.S.S. kính viễn vọng sử dụng một mánh khóe - họ sử dụng khí quyển làm môi trường dò tìm. Khi các tia gamma được hấp thụ trong không khí, chúng phát ra những tia sáng xanh ngắn, được đặt tên là ánh sáng Cherenkov, kéo dài vài phần tỷ của một giây. Ánh sáng này được thu thập bởi H.E.S.S. kính viễn vọng với gương lớn và máy ảnh cực kỳ nhạy cảm và có thể được sử dụng để tạo ra hình ảnh của các vật thể thiên văn khi chúng xuất hiện trong tia gamma.
H.E.S.S. Kính viễn vọng thể hiện nỗ lực xây dựng trong nhiều năm của một nhóm quốc tế gồm hơn 100 nhà khoa học và kỹ sư đến từ Đức, Pháp, Anh, Ireland, Cộng hòa Séc, Armenia, Nam Phi và nước chủ nhà Namibia. Công cụ này đã được khánh thành vào tháng 9 năm 2004 bởi Thủ tướng Namibia, Theo-Ben Guirab, và dữ liệu đầu tiên của nó đã dẫn đến một số khám phá quan trọng, bao gồm hình ảnh thiên văn đầu tiên về sóng xung kích siêu tân tinh ở năng lượng tia gamma cao nhất.
Nguồn gốc: Bản tin PPARC
