Войти
Обследование неба с энергиями выше 1 ГэВ, полученное с помощью Космический гамма-телескоп Ферми за пять лет наблюдений (с 2009 по 2013). 
Небо с энергиями выше 100 МэВ, наблюдаемое с помощью энергетического телескопа для экспериментов с гамма-лучами (EGRET) 190>Спутник Комптоновской обсерватории гамма-излучения (CGRO) (1991–2000). 
Луна, как видно с энергетического телескопа для экспериментов с гамма-лучами (EGRET), в гамма-лучах более 20 МэВ. Они возникают в результате бомбардировки его поверхности космическими лучами. Гамма-астрономия - это астрономическое наблюдение гамма-лучей, наиболее энергичных форма электромагнитного излучения с энергией фотонов выше 100 кэВ. Излучение ниже 100 кэВ классифицируется как рентгеновское излучение и является предметом рентгеновской астрономии.
. В большинстве известных случаев гамма-излучение от солнечных вспышек и Атмосфера Земли генерируется в диапазоне МэВ, но теперь известно, что гамма-лучи в диапазоне ГэВ также могут генерироваться солнечными вспышками. Считалось, что гамма-лучи в диапазоне ГэВ не происходят из Солнечной системы. Поскольку гамма-излучение с энергией ГэВ играет важную роль в изучении внесолнечной и особенно внегалактической астрономии, новые наблюдения могут усложнить некоторые предыдущие модели и выводы.
Механизмы испускания гамма-лучей разнообразны, в основном идентичны тем испускающие рентгеновские лучи, но с более высокими энергиями, включая электронно-позитронную аннигиляцию, обратный эффект Комптона и в некоторых случаях также распад радиоактивного материала (гамма распад) в космосе, отражающий экстремальные явления, такие как сверхновые и гиперновые, а также поведение вещества в экстремальных условиях, как в пульсарах и блазарах.
Наибольшая энергия фотонов, измеренная на сегодняшний день, находится в диапазоне ТэВ, рекорд, установленный Крабовидной туманностью в 2004 году, дает фотоны с энергией до 80 ТэВ.
Наблюдение гамма-лучей впервые стало возможным в 1960-х годах. Их наблюдение намного более проблематично, чем наблюдение рентгеновских лучей или видимого света, потому что гамма-лучи сравнительно редки, даже для «ярких» источников требуется время наблюдения в несколько минут, прежде чем он будет даже обнаружен, и потому что гамма-лучи трудны. для фокусировки, что приводит к очень низкому разрешению. Последнее поколение гамма-телескопов (2000-е годы) имеет разрешение порядка 6 угловых минут в диапазоне ГэВ (рассматривая Крабовидную туманность как один «пиксель») по сравнению с 0,5 угловыми секундами. наблюдается в рентгеновском диапазоне низких энергий (1 кэВ) Рентгеновской обсерваторией Чандра (1999), и около 1,5 угловых минут в диапазоне рентгеновских лучей высоких энергий (100 кэВ), наблюдаемых Фокусирующий телескоп высоких энергий (2005).
Гамма-лучи очень высокой энергии с энергией фотонов более ~ 30 ГэВ также могут быть обнаружены с помощью наземных экспериментов. Чрезвычайно низкие потоки фотонов при таких высоких энергиях требуют эффективных площадей детекторов, которые непрактично велики для современных космических приборов. Такие высокоэнергетические фотоны производят обширные ливни вторичных частиц в атмосфере, которые можно наблюдать на земле, как непосредственно с помощью счетчиков излучения, так и оптически через черенковский свет, который излучают ультрарелятивистские частицы ливня. Метод Черенковского телескопа атмосферы в настоящее время обеспечивает наивысшую чувствительность.
Гамма-излучение в диапазоне ТэВ, исходящее от Крабовидной туманности, было впервые обнаружено в 1989 году Обсерваторией Фреда Лоуренса Уиппла на горе. Хопкинс, в Аризоне в США. Современные эксперименты с черенковским телескопом, такие как H.E.S.S., VERITAS, MAGIC и CANGAROO III, позволяют обнаружить Крабовидную туманность за несколько минут. Наиболее энергичные фотоны (до 16 ТэВ ), наблюдаемые от внегалактического объекта, происходят из блазара, Маркарян 501 (Mrk 501). Эти измерения были выполнены воздушными черенковскими телескопами с помощью высокоэнергетической гамма-астрономии (HEGRA ).
Гамма-астрономические наблюдения по-прежнему ограничены не гамма-фоном при более низких энергиях, а при более высоких энергиях - количеством фотонов, которые могут быть обнаружены. Детекторы большей площади и лучшее подавление фона необходимы для прогресса в этой области. Открытие в 2012 году может позволить фокусировать гамма-телескопы. При энергиях фотонов более 700 кэВ показатель преломления снова начинает увеличиваться.
Задолго до того, как эксперименты смогли обнаружить гамма-лучи, испускаемые космическими источниками, ученые знали, что Вселенная должна производить их. Работа Юджина Финберга и Генри Примакова в 1948 году и И. Хатчинсон в 1952 году и, особенно, Филип Моррисон в 1958 году заставили ученых поверить в то, что ряд различных процессов, происходящих во Вселенной, приведет к излучению гамма-излучения. Эти процессы включали взаимодействия космических лучей с межзвездным газом, взрывы сверхновых и взаимодействия энергичных электронов с магнитными полями. Однако только в 1960-х годах наша способность обнаруживать эти излучения реализовалась.
Большинство гамма-лучей, приходящих из космоса, поглощается атмосферой Земли, поэтому гамма-астрономия не могла развиваться, пока она не была реализована. возможно получить детекторы над всей или большей частью атмосферы с помощью аэростатов и космических аппаратов. Первый гамма-телескоп, выведенный на орбиту на спутнике Explorer 11 в 1961 году, уловил менее 100 космических гамма-фотонов. Похоже, они исходили со всех сторон Вселенной, подразумевая некий однородный «гамма-фон». Такой фон можно было бы ожидать от взаимодействия космических лучей (очень энергичных заряженных частиц в космосе) с межзвездным газом.
Первыми настоящими астрофизическими источниками гамма-излучения были солнечные вспышки, которые выявили сильную линию 2,223 МэВ, предсказанную Моррисоном. Эта линия возникает в результате образования дейтерия в результате объединения нейтрона и протона; при солнечной вспышке нейтроны появляются как вторичные частицы в результате взаимодействия ионов высоких энергий, ускоренных в процессе вспышки. Эти первые наблюдения гамма-линий проводились с аппаратов OSO 3, OSO 7 и Solar Maximum Mission, последнего космического корабля, запущенного в 1980 году. Наблюдения за Солнцем вдохновили теоретическая работа Реувена Рамати и др.
Значительное гамма-излучение нашей галактики было впервые обнаружено в 1967 году детектором на борту спутника OSO 3. Он зарегистрировал 621 событие, связанное с космическими гамма-лучами. Однако в области гамма-астрономии был сделан большой шаг вперед с появлением спутников SAS-2 (1972) и Cos-B (1975–1982). Эти два спутника обеспечивали захватывающий вид на высокоэнергетическую Вселенную (иногда называемую «жестокой» Вселенной, потому что виды событий в космосе, которые производят гамма-лучи, как правило, представляют собой высокоскоростные столкновения и аналогичные процессы). Они подтвердили более ранние открытия гамма-фона, составили первую подробную карту неба в гамма-диапазоне волн и обнаружили ряд точечных источников. Однако разрешение инструментов было недостаточным для отождествления большинства этих точечных источников с конкретными видимыми звездами или звездными системами.
Открытие в области гамма-астрономии было сделано в конце 1960-х - начале 1970-х годов с созвездия военных спутников. Детекторы на борту спутников серии Vela, предназначенные для обнаружения вспышек гамма-лучей от взрывов ядерных бомб, начали регистрировать всплески гамма-лучей из дальнего космоса, а не из окрестностей Земли. Более поздние детекторы определили, что эти гамма-всплески длятся от долей секунды до минут, внезапно появляются с неожиданных направлений, мерцают, а затем исчезают после кратковременного доминирования в гамма-луче неба. Источники этих загадочных высокоэнергетических вспышек до сих пор изучаются с середины 1980-х годов с помощью инструментов на борту различных спутников и космических зондов, включая советский космический корабль Венера и орбитальный аппарат Pioneer Venus Orbiter. загадка. Похоже, они приходят издалека во Вселенной, и в настоящее время наиболее вероятной теорией является то, что по крайней мере некоторые из них возникают в результате так называемых взрывов гиперновых - сверхновых, создающих черные дыры вместо нейтронных звезд.
ядерных гамма-лучей наблюдались от солнечных вспышек 4 и 7 августа 1972 года и 22 ноября 1977 года. A солнечный Вспышка - это взрыв в солнечной атмосфере, первоначально обнаруженный визуально на Солнце. Солнечные вспышки создают огромное количество излучения по всему электромагнитному спектру от самой длинной волны, радиоволн, до гамма-лучей высокой энергии. Корреляции электронов высоких энергий, возбуждаемых во время вспышки, и гамма-лучей в основном вызваны ядерными комбинациями протонов высоких энергий и других более тяжелых ионов. Эти гамма-лучи можно наблюдать, и они позволяют ученым определять основные результаты выделяемой энергии, которая не обеспечивается излучением с других длин волн.
См. Также Открытие Magnetar # 1979 обнаружение ретранслятор мягкого гамма-излучения.
Комптон, выпущенный на орбиту космическим шаттлом, 1991 19 июня 1988 г. из Биригуи (50 ° 20 'з.д., 21 ° 20 'ю.ш.) в 10:15 UTC был запущен воздушный шар с двумя детекторами NaI (Tl) (общая площадь 600 см) на высоту атмосферного давления 5,5 мб, общее время наблюдения - 6 часов. сверхновая SN1987A в Большом Магеллановом Облаке (БМО) была обнаружена 23 февраля 1987 г., а ее предшественник, Сандулик -69 202, был синий сверхгигант светимостью 2-5 × 10 эрг / с. Были обнаружены линии гамма-излучения 847 кэВ и 1238 кэВ от распада Co.
В ходе программы Астрономической обсерватории высоких энергий в 1977 году НАСА объявило о планах строительства «великая обсерватория» гамма-астрономии. Обсерватория гамма-излучения Комптона (CGRO) была спроектирована для использования преимуществ основных достижений детекторной технологии в течение 1980-х годов и была запущена в 1991 году. На спутнике было установлено четыре основных инструмента, которые значительно улучшили пространственные и временные характеристики. разрешение гамма-наблюдений. CGRO предоставила большие объемы данных, которые используются для улучшения нашего понимания высокоэнергетических процессов в нашей Вселенной. CGRO был спущен с орбиты в июне 2000 года в результате отказа одного из его стабилизирующих гироскопов..
BeppoSAX был запущен в 1996 году и снят с орбиты в 2003 году. Он в основном изучал рентгеновские лучи, но также наблюдал гамма -лучевые всплески. Выявление первых не-гамма-аналогов гамма-всплесков открыло путь для их точного определения местоположения и оптического наблюдения их затухающих остатков в далеких галактиках.
High Energy Transient Explorer 2 (HETE-2) был запущен в октябре 2000 года (номинальная двухлетняя миссия) и все еще работал (но постепенно исчезал) в марте 2007 года.
Первый обзор неба при энергиях выше 1 ГэВ, сделанный Ферми за три года наблюдений (с 2009 по 2011 гг.). 
Второй каталог гамма-излучения Ферми -Источники лучей построены за два года. Изображение всего неба с энергиями более 1 ГэВ. Более яркие цвета указывают на источники гамма-излучения. Swift, космический аппарат НАСА, был запущен в 2004 году и оснащен прибором BAT для наблюдений за гамма-всплесками. Вслед за BeppoSAX и HETE-2 он наблюдал множество рентгеновских и оптических аналогов всплесков, что привело к определению расстояния и подробным оптическим наблюдениям. Они установили, что большинство всплесков происходит от взрывов массивных звезд (сверхновых и гиперновых ) в далеких галактиках. В 2015 году она все еще функционирует.
В настоящее время (другими) основными космическими обсерваториями гамма-излучения являются ИНТЕГРАЛ (Международная лаборатория гамма-астрофизики), Ферми, и AGILE (Astro-rivelatore Gamma a Immagini Leggero).
Концепция двух гигантских пузырей гамма-излучения в центре Млечного Пути. В ноябре 2010 г. с помощью космического гамма-телескопа Ферми в центре Млечного Пути были обнаружены два гигантских пузыря гамма-излучения размером около 25000 световых лет в поперечнике.>. Предполагается, что эти пузыри высокоэнергетического излучения извергались из массивной черной дыры или свидетельствовали о вспышке звездных образований миллионы лет назад. Они были обнаружены после того, как ученые отфильтровали «туман фонового гамма-излучения, заполняющий небо». Это открытие подтвердило предыдущие свидетельства того, что в центре Млечного Пути находилась большая неизвестная «структура».
В 2011 году команда Ферми выпустила свой второй каталог источников гамма-излучения, обнаруженных спутниковым телескопом Large Area Telescope (LAT), в результате чего была произведена инвентаризация 1873 объектов, сияющих самой высокоэнергетической формой света. 57% источников - это блазары. Более половины источников представляют собой активные галактики, их центральные черные дыры создают гамма-излучение, обнаруженное LAT. Треть источников не была обнаружена в других длинах волн.
Наземные обсерватории гамма-излучения включают HAWC, MAGIC, HESS, и ВЕРИТАС. Наземные обсерватории исследуют более высокий энергетический диапазон, чем космические обсерватории, поскольку их эффективная площадь может быть на много порядков больше, чем у спутника.
В апреле 2018 года был опубликован самый крупный каталог источников гамма-излучения высокой энергии в космосе.
В 2020 году некоторые диаметры звезд были измерены с помощью гамма-излучения. -лучевая интерферометрия интенсивности.
 | На Викискладе есть материалы, связанные с Гамма-астрономией. |
