In het Science Magazine van 25 maart 2005 rapporteert het High Energy Stereoscopic System (HESS) -team van internationale astrofysici, waaronder Britse astronomen van de Universiteit van Durham, de resultaten van een eerste gevoelig onderzoek van het centrale deel van ons sterrenstelsel in zeer hoge energie (VHE) gammastraling. Onder de nieuwe ontdekte objecten zijn twee 'donkere versnellers' - mysterieuze objecten die energetische deeltjes uitstralen, maar blijkbaar geen optische of röntgen-tegenhanger hebben.
Deze enquête onthult in totaal acht nieuwe bronnen van VHE-gammastraling in de schijf van onze Melkweg, wat in feite het aantal verdubbelt dat bekend is bij deze energieën. De resultaten hebben de astronomie naar een voorheen onbekend domein geduwd, waardoor onze kennis van de Melkweg is uitgebreid in een nieuw golflengteregime, waardoor een nieuw venster op ons sterrenstelsel is geopend.
Gammastralen worden geproduceerd in extreme kosmische deeltjesversnellers zoals supernova-explosies en bieden een uniek beeld van de hoge energieprocessen die in de Melkweg aan het werk zijn. VHE gammastraalastronomie is nog een jong vakgebied en H.E.S.S. voert het eerste gevoelige onderzoek uit op dit energiegebied, waarbij voorheen onbekende bronnen werden gevonden.
Bijzonder verbluffend is dat twee van deze nieuwe bronnen ontdekt door H.E.S.S. hebben geen duidelijke tegenhangers in meer conventionele golflengtebanden zoals optische en röntgenastronomie. De ontdekking van VHE-gammastralen uit dergelijke bronnen suggereert dat ze mogelijk 'donkere versnellers' zijn, zoals Stefan Funk van het Max-Planck Institut in Heidelberg bevestigt: 'Deze objecten lijken alleen straling uit te zenden in de hoogste energiebanden. Dat hadden we gehoopt met een nieuw instrument als H.E.S.S. we zouden enkele nieuwe bronnen ontdekken, maar het succes dat we nu hebben overtreft al onze verwachtingen. ”
Dr. Paula Chadwick van de Universiteit van Durham voegt eraan toe: “Veel van de nieuwe objecten lijken bekende categorieën bronnen te zijn, zoals supernovaresten en pulsarwindnevels. Gegevens over deze objecten zullen ons helpen de deeltjesversnelling in ons sterrenstelsel in meer detail te begrijpen; maar het vinden van deze ‘donkere versnellers’ was een verrassing. Zonder tegenhanger op andere golflengten zijn ze voorlopig een compleet mysterie. '
Aangenomen wordt dat kosmische deeltjesversnellers geladen deeltjes, zoals elektronen en ionen, versnellen door op deze deeltjes in te werken met sterke schokgolven. Hoogenergetische gammastralen zijn secundaire producten van de kosmische versnellers en zijn gemakkelijker te detecteren omdat ze in rechte lijnen vanaf de bron reizen, in tegenstelling tot geladen deeltjes die worden afgebogen door magnetische velden. De kosmische versnellers zijn meestal zichtbaar bij andere golflengten en bij VHE-gammastraling.
De H.E.S.S. array is ideaal voor het vinden van deze nieuwe VHE-gammastraalobjecten, want naast het bestuderen van objecten op andere golflengten die naar verwachting bronnen van gammastralen met zeer hoge energie zullen zijn, betekent het brede gezichtsveld (tien keer de diameter van de maan) dat het de hemel kan onderzoeken en voorheen onbekende bronnen kan ontdekken.
Een andere belangrijke ontdekking is dat de nieuwe bronnen verschijnen met een typische grootte in de orde van grootte van een tiende graad; de H.E.S.S. instrument voor het eerst biedt voldoende resolutie en gevoeligheid om dergelijke structuren te zien. Omdat de objecten binnen een fractie van een graad van het vlak van onze Melkweg clusteren, bevinden ze zich waarschijnlijk op een aanzienlijke afstand - enkele duizenden lichtjaren van de zon - wat impliceert dat deze kosmische deeltjesversnellers zich uitstrekken over een grootte van lichtjaren.
De resultaten zijn verkregen met behulp van de High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) -telescopen in Namibië, in Zuidwest-Afrika. Dit systeem van vier telescopen met een diameter van 13 m is momenteel de meest gevoelige detector van VHE-gammastraling, straling die een miljoen miljoen keer energieker is dan het zichtbare licht. Deze hoogenergetische gammastralen zijn vrij zeldzaam - zelfs voor relatief sterke bronnen raakt slechts ongeveer één gammastraal per maand een vierkante meter boven de aardatmosfeer. Omdat ze worden geabsorbeerd in de atmosfeer, zou een directe detectie van een aanzienlijk aantal van de zeldzame gammastralen ook een satelliet van enorme omvang vereisen. De H.E.S.S. telescopen gebruiken een truc - ze gebruiken de atmosfeer als detectormedium. Wanneer gammastralen in de lucht worden geabsorbeerd, zenden ze korte flitsen van blauw licht uit, genaamd Cherenkov-licht, dat een paar miljardste van een seconde duurt. Dit licht wordt opgevangen door de H.E.S.S. telescopen met grote spiegels en extreem gevoelige camera's en kunnen worden gebruikt om afbeeldingen te maken van astronomische objecten zoals ze verschijnen in gammastraling.
De H.E.S.S. telescopen vertegenwoordigen meerdere jaren bouwinspanningen door een internationaal team van meer dan 100 wetenschappers en ingenieurs uit Duitsland, Frankrijk, het VK, Ierland, Tsjechië, Armenië, Zuid-Afrika en het gastland Namibië. Het instrument werd in september 2004 ingewijd door de Namibische premier, Theo-Ben Guirab, en de eerste gegevens hebben al geleid tot een aantal belangrijke ontdekkingen, waaronder het eerste astronomische beeld van een supernova-schokgolf bij de hoogste gammastralenergieën.
Oorspronkelijke bron: PPARC-persbericht
