I den 25 mars 2005-utgaven av Science Magazine rapporterer teamet om høy energi stereoskopisk system (HESS) av internasjonale astrofysikere, inkludert britiske astronomer fra University of Durham, resultater fra en første følsom undersøkelse av den sentrale delen av galaksen i svært høy energi (VHE) gammastråler. Inkludert blant de nye objektene som er oppdaget, er to ‘mørke akseleratorer’ - mystiske objekter som avgir energiske partikler, men som tilsynelatende ikke har noe optisk eller røntgenstråle.
Denne undersøkelsen avdekker totalt åtte nye kilder til VHE-gamma-stråler på platen vår Galaxy, og i hovedsak doblet antallet som er kjent ved disse energiene. Resultatene har presset astronomi inn i et tidligere ukjent domene, og utvidet kunnskapen vår om Melkeveien i et nytt bølgelengderegime og derved åpnet et nytt vindu på vår galakse.
Gamma-stråler produseres i ekstreme, kosmiske partikkelakseleratorer som supernovaeksplosjoner og gir et unikt syn på prosessene med høy energi på arbeidet i Melkeveien. VHE gamma-ray astronomi er fremdeles et ungt felt og H.E.S.S. gjennomfører den første sensitive undersøkelsen på dette energiområdet og finner tidligere ukjente kilder.
Spesielt fantastisk er at to av disse nye kildene oppdaget av H.E.S.S. har ingen åpenbare motstykker i mer konvensjonelle bølgelengdebånd som optisk og røntgenastronomi. Oppdagelsen av VHE-gamma-stråler fra slike kilder antyder at de kan være "mørke akseleratorer", slik Stefan Funk fra Max-Planck Institut i Heidelberg bekrefter: “Disse objektene ser ut til å bare avgi stråling i de høyeste energibåndene. Vi hadde håpet det med et nytt instrument som H.E.S.S. vi vil oppdage noen nye kilder, men suksessen vi har nå overgår alle forventningene. "
Dr Paula Chadwick fra University of Durham legger til “Mange av de nye objektene ser ut til å være kjente kategorier av kilder, for eksempel supernova-rester og pulsarvindnebulaer. Data om disse objektene vil hjelpe oss med å forstå partikkelakselerasjon i galaksen vår mer detaljert; men å finne disse ‘mørke akseleratorene’ var en overraskelse. Uten noe motpart i andre bølgelengder er de for øyeblikket et komplett mysterium. ”
Kosmetiske partikkelakseleratorer antas å akselerere ladede partikler, for eksempel elektroner og ioner, ved å virke på disse partiklene med sterke sjokkbølger. Høy-energi gamma-stråler er sekundære produkter fra de kosmiske akseleratorene og er lettere å oppdage fordi de beveger seg i rette linjer fra kilden, i motsetning til ladede partikler som avbøyes av magnetiske felt. De kosmiske akseleratorene er vanligvis synlige på andre bølgelengder så vel som VHE-gammastråler.
H.E.S.S. matrisen er ideell for å finne disse nye VHE-gammastråleobjektene, fordi i tillegg til å studere objekter som er sett på andre bølgelengder som forventes å være kilder til meget høye energi gammastråler, betyr det brede synsfeltet (ti ganger Månens diameter) at den kan kartlegge himmelen og oppdage tidligere ukjente kilder.
Et annet viktig funn er at de nye kildene vises med en typisk størrelse i størrelsesorden en tidel av en grad; H.E.S.S. instrument for første gang gir tilstrekkelig oppløsning og følsomhet for å se slike strukturer. Siden gjenstandene klynger seg i en brøkdel av en grad fra planet til vår Galaxy, er de mest sannsynlig lokalisert i en betydelig avstand - flere 1000 lysår fra solen - noe som innebærer at disse kosmiske partikkelakseleratorene strekker seg over en størrelse på lysår.
Resultatene ble oppnådd ved bruk av High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) teleskoper i Namibia, i Sørvest-Afrika. Dette systemet med fire teleskoper på 13 m i diameter er for tiden den mest følsomme detektoren for VHE-gamma-stråler, stråling en million millioner ganger mer energisk enn det synlige lyset. Disse høyenergi-gammastrålene er ganske sjeldne - selv for relativt sterke kilder treffer bare omtrent en gammastråle per måned en kvadratmeter på toppen av jordens atmosfære. Siden de er opptatt i atmosfæren, vil en direkte deteksjon av et betydelig antall av de sjeldne gammastrålene kreve en satellitt av stor størrelse. H.E.S.S. teleskoper bruker et triks - de bruker atmosfæren som detektormedium. Når gammastråler blir absorbert i luften, avgir de korte blitzlys med blått lys, kalt Cherenkov-lys, og varer noen få milliarddels sekund. Dette lyset er samlet av H.E.S.S. teleskoper med store speil og ekstremt følsomme kameraer og kan brukes til å lage bilder av astronomiske objekter slik de vises i gammastråler.
H.E.S.S. teleskoper representerer flere års byggearbeid fra et internasjonalt team med mer enn 100 forskere og ingeniører fra Tyskland, Frankrike, Storbritannia, Irland, Tsjekkia, Armenia, Sør-Afrika og vertslandet Namibia. Instrumentet ble innviet i september 2004 av den namibiske statsministeren, Theo-Ben Guirab, og dets første data har allerede resultert i en rekke viktige funn, inkludert det første astronomiske bildet av en supernova-sjokkbølge ved de høyeste gammastråle-energiene.
Originalkilde: PPARC News Release
