EBL在过去50亿年中首次实现的演变

作者:鲜殉

<p>该图说明了来自遥远的blazar的能量伽马射线(虚线)如何击中河外背景光(波浪线)的光子并产生电子和正电子对</p><p>未被此过程衰减的高能伽马射线撞击高层大气,产生了由地球上成像大气Čerenkov望远镜阵列探测到的Čerenkov光锥形的带电粒子级联信用:Nina McCurdy和Joel R Primack / UC-HiPACC; Blazar:来自Wolfgang Steffen / UNAM创建的3C 120概念动画的框架一项新的研究详细介绍了研究人员如何使用来自blazars的数据来测量过去50亿年来EBL的演变首次发出了多少光宇宙开始以来的所有星系</p><p>毕竟,宇宙历史上曾经存在的所有星系所辐射的紫外到远红外波长的每个光子(光的粒子)仍然在今天的宇宙中加速如果我们能够仔细测量所有光子的数量和能量(波长) - 不仅在目前,而且还在时间上 - 我们可能会学到关于宇宙的性质和演化的重要秘密,包括如何将相似或不同的古代星系与我们今天看到的星系相比较古老和年轻的光子浴今天宇宙中称为星系背景光(EBL)精确测量EBL是宇宙学的基础,就像测量宇宙大爆炸(宇宙微波背景)留在无线电波长上的热辐射一样新的论文,称为“从Blazars的多波长观察中检测宇宙γ射线水平,“由Alberto Dominguez和六位共同作者接受公布天文物理杂志 - 基于从无线电波到非常高能伽马射线的波长的观测,从几个NASA航天器和几个地面望远镜获得 - 描述了过去50亿年来EBL演变的最佳测量因此,天体物理学家开发了一种巧妙的解决方法:通过测量衰减来间接测量EBL,即从遥远的火星吸收非常高能量的伽马射线Blazars是星系中心的超大质量黑洞,直接指向明亮的射流对我们来说就像一个手电筒光束然而,并不是所有的高能伽马射线都会让它完全穿过地球数十亿光年;有些人沿着一条不幸的EBL光子撞击当一个来自blazar的高能伽马射线光子撞击低得多的能量EBL光子时,两者都被湮灭并产生两个不同的粒子:一个电子及其反粒子,一个正电子,飞入空间并且从未再次听到过最高能量伽马射线的不同能量被不同的EBL光子能量所束缚</p><p>因此,测量不同能量的伽马射线在离地球不同距离的火焰上衰减或减弱的程度间接给出了测量值</p><p>不同波长的不同波长的EBL光子存在于不同距离的blazar到地球的视线范围内美国宇航局的费米伽马射线望远镜航天器首次发现的火星观测到来自遥远的火星的伽马射线确实比来自2012年11月30日,在一篇发表在“科学”杂志上的一篇论文中宣布了附近的blazars,正如理论预测的那样在今天的天体物理学期刊论文中宣布的重大新闻是,EBL在过去50亿年中的演变首次得到了测量,这是因为进一步观察宇宙对应于回顾时间因此,伽马射线衰减来自更远距离火星的光谱揭示了EBL如何看待早期时代这是一个多步骤过程首先,共同作者将费米的发现与X射线卫星Chandra,Swift,Rossi X射线测量的相同火星的X射线强度进行了比较时间探测器,XMM /牛顿以及由其他航天器和地面观测站测量的低能辐射从这些测量中,Dominguez等人能够计算出不同能量下的火星原始发射,未衰减的伽马射线亮度 然后,共同作者将不同能量下未衰减伽马射线通量的计算结果与来自地球上接收的实际伽马射线通量的特殊地基望远镜的直接测量结果进行比较当来自blazar的高能伽马射线撞击空气时在地球大气层上部区域的分子,它产生一连串的带电亚原子粒子这种级联粒子的传播速度比空气中的光速(这比真空中的光速慢)这会导致视觉模拟“声音繁荣”:一种称为Čerenkov辐射的特殊光的爆发这种Čerenkov辐射是通过成像大气Čerenkov望远镜(IACTs)来检测的,例如纳米比亚的HESS(高能立体系统),金丝雀的MAGIC(主要大气伽玛成像Čerenkov)亚利桑那州的岛屿和VERITAS(超高能辐射成像望远镜阵列系统)比较无衰减伽马射线的实际计算l对不同距离的火星伽马射线和X射线衰减的测量允许Dominquez等人量化EBL的演变 - 即测量随着时间的推移EBL如何随着宇宙衰老而变化到约50亿几年前(相当于约为z = 05的红移)“五十亿年前我们能够用我们现有技术探测的最大距离,”Domínguez说:“当然,有更远的火箭,但我们无法检测它们是因为当它们到达我们时它们发射的高能伽马射线被EBL衰减太多 - 因此削弱了我们的仪器不够敏感而无法检测到它们“这种测量是所谓的第一次统计上重要的检测”宇宙伽玛射线地平线“作为伽马射线能量的函数宇宙伽玛射线地平线被定义为大约三分之一(或更准确地说,1 / e - 即1/2718 - 其中e是的距离)自然日志的基础特定能量的伽马射线已被衰减这一最新结果证实,今天观测到的各种星系在很长一段时间内对大部分的EBL负责</p><p>此外,它对许多星系的可能贡献设置了限制</p><p>包括在星系调查中,或者来自假设的其他来源的可能贡献(例如假设的未知基本粒子的衰变)出版物:被ApJ接受PDF研究的副本:从多波长观察到的blazars中检测宇宙γ射线层:Trudy E Bell,MA,UC-HiPACC Image:Credit:Nina McCurdy和Joel R Primack / UC-HiPACC; Blazar:....