Bisher war nicht klar, was die Gammastrahlen – eine der energiereichsten Lichtformen im Universum – erzeugt, die in Regionen mit scheinbar leerem Himmel erscheinen. Die neue Arbeit von Astrophysikern liefert Hinweise, die Astronomen helfen werden, andere Rätsel des Universums zu lösen, zum Beispiel herauszufinden, aus welchen Teilchen dunkle Materie besteht.
Als Quellen des diffusen Hintergrunds der Gammastrahlung, die vom Fermi-Weltraumteleskop detailliert untersucht und vielen Kandidaten bis hin zu den vernichtenden Teilchen der Dunklen Materie zugeschrieben werden, erwiesen sich Galaxien, die aktiv Sterne bilden.
„Das Verständnis der Natur der Gammastrahlung, die von scheinbar leeren Bereichen des Himmels ausgeht, ist ein wichtiger Meilenstein. „Es beantwortet nicht nur eine Frage, mit der Astronomen seit den 1960er Jahren konfrontiert sind, sondern bietet auch Hinweise, die helfen werden, andere langjährige Rätsel des Universums zu lösen, wie zum Beispiel, woraus dunkle Materie besteht“, sagte Matt Roth, Hauptautor von die Studie der Research School of Astronomy and Astrophysics an der Australian National University.
Der Gamma-Hintergrund stammt aus vielen Quellen, die so schwach und weit entfernt sind, dass sie noch nicht einzeln identifiziert wurden. Die Hauptkandidaten für ihre Rolle waren aktive galaktische Kerne, Millisekundenpulsare, Galaxien mit einem Ausbruch von Sternentstehung und die Vernichtung dunkler Materie.
Schlüsselwerkzeuge bei Rätsel lösen Der Gamma-Hintergrund wurde zu den Weltraumteleskopen Fermi und Hubble, deren Beobachtungen den Astronomen die notwendigen Informationen über die Eigenschaften vieler Galaxien wie Sternentstehungsraten, Masse, Größe und Entfernung zur Erde sowie ein genaues Verständnis des Prozesses lieferten Erzeugung von Gammastrahlung durch kosmische Strahlung, die in Supernova-Überresten beschleunigt wird und mit interstellarem Gas interagiert.
„Wir haben ein physikalisches Modell erstellt, das die Gammastrahlenemission aller Galaxien im Universum beinhaltet, und es mit Beobachtungen und Vorhersagen anderer Quellen verglichen. Als Ergebnis fanden wir heraus, dass es sternbildende Galaxien sind, die den größten Teil des diffusen Gammastrahlenhintergrunds erzeugen, und nicht Prozesse, die um aktive galaktische Kerne oder andere astrophysikalische Objekte herum ablaufen“, erklärte Matt Roth.
Astronomen weisen darauf hin, dass das entwickelte Modell nicht nur die Hauptquelle des Gammastrahlenhintergrunds aufzeigt, sondern auch zur Vorhersage der Radioemission von aktiv sternbildenden Galaxien verwendet werden kann. Dies wird in Zukunft helfen, ihre innere Struktur besser zu verstehen.
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