Wetenschappers hebben Gamma-stralen gevonden die ouder zijn dan de aarde

In april vond een vloed van krachtige gammastralen die halverwege het universum reisten hun weg naar de buurt van de aarde.

Door een wonderbaarlijke kans dobberde de Fermi Gamma-ray Space Telescope van NASA in de baan van de aarde en slaagde erin de uitbarsting te vangen, en verzamelde een massa waardevolle gegevens van een zeldzame kosmische gebeurtenis.

Een nieuwe studie illustreert een nieuwe analyse van de gebeurtenis, die licht zou kunnen werpen op hoe de middeleeuwen er in het universum mogelijk hadden uitgezien, evenals wat meer inzicht in hoe kosmische gammastralen worden geproduceerd en hoe ze zich gedragen.

Eerst wat perspectief:

Deze specifieke gammastralen - een deel van het hoogste energielicht dat ooit is waargenomen en vanaf de verste afstand - eigenlijk afkomstig van een superzwaar zwart in het centrum van het verre "blazar" sterrenstelsel genaamd PKS 1441 + 25. Dit bijzondere supermassieve zwarte gat, dat alle blazars gemeen hebben, is 70 miljoen keer zo massief als de zon. Blazars zijn enkele van de meest energetische hemelverschijnselen die in het bekende universum bestaan.

Toen PKS 1441 + 25 in april een grote uitbarsting veroorzaakte, ontdekten astronomen van de Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov Telescope, of MAGIC, gebaseerd op La Palma op de Canarische Eilanden, de gammastraaluitstoot uit de Fermi-gegevens.

De MAGIC-act volgde enige analyse en stelde vast dat de gammastraling die door PKS 1441 + 25 wordt weggespoeld, meer dan negen tot tien miljard keer de energie van zichtbaar licht was - wat een verrassing was omdat de melkweg zo ver weg is. Gamma-stralen veranderen in deeltjes wanneer ze botsen met energiezuinig licht, zodat ze in principe kracht verliezen naarmate ze verder gaan. Sterrenlicht is een soort licht de kryptoniet van gammastralen.

Dus om ervoor te zorgen dat de gammastralen het ons zo helder mogelijk konden maken, moesten ze het strakke net van fotonen vermijden dat onmiddellijk zwarte gaten omringt, evenals het extragalactische achtergrondlicht omzeilen, of EBL, dat door de rest doordringt van het universum. (De "EBL" is in essentie de verzameling van zwak licht tussen alle sterren en sterrenstelsels die ooit hebben bestaan.)

Nu is er geen echte manier voor de gammastraling om de EBL te vermijden. En dat is maar goed ook - de auteurs van het onderzoek gebruikten metingen om te helpen bij het berekenen van een nieuw, nauwkeuriger begrip van hoe krachtig de EBL is. In feite was de gammastraling die langzaam door de EBL werd afgebroken een zegen.

Maar hoe vermeden de stralen het net van fotonen rondom een ​​superzwaar zwart gat? Daar maken we kennis met een ander team van astronomen, van het Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System in Arizona. Ze observeerden enkele vreemde metingen die niet correleerden met hun aanvankelijke veronderstelling dat gammastralen werden geproduceerd in gebieden die het dichtst bij het zwarte gat lagen.

In plaats daarvan ontdekte het VERITAS-team dat het emissiegebied voor deze gammastralen, plus ander licht met verschillende energieën, allemaal uit een enkele regio kwamen die feitelijk vijf lichtjaar verwijderd was van het zwarte gat zelf - groter dan de afstand tussen de zon en de dichtstbijzijnde ster. Wanneer materie in een zwart gat valt, wordt het soms als een krachtige straal uit de polen van de draaiende schijf van het niets geworpen. Voor PKS 1441 + 25 wijst een van deze stralen recht naar de aarde. (Nogal eng, toch?)

Het vermoeden bestaat dat deze straal een rol speelt bij het verschuiven van het gammastraalemissiepunt weg van het zwarte gat, waardoor ze kunnen ontsnappen aan de almachtige aantrekkingskracht van de zwaartekracht en ze in feite kunnen helpen om annihilatie via het fotonnet te voorkomen.

Het zijn slechte dingen, maar wat nog belangrijker is, de nieuwe gegevens helpen verklaren hoeveel oudere delen van het universum zich hebben gedragen. Iets als PKS 1441 + 25 is nooit echt dichter bij de aarde gevonden en het bestuderen van licht dat van zo ver is gereisd, helpt om een ​​beeld te schetsen van wat het vroege universum was.

Het zal fascinerend zijn om te zien wat astronomen verder uit deze gegevens kunnen halen. Laten we ons voorlopig bassen in de wetenschap dat er een blazar in de verte is die hoogenergetische stralen op onze planeet schiet.