Fram till nu var det inte klart vad som skapade gammastrålar – en av de mest energiska formerna av ljus i universum – som uppträder i områden med till synes tom himmel. Astrofysikernas nya arbete ger ledtrådar som hjälper astronomer att lösa andra mysterier i universum, till exempel att ta reda på vilka partiklar mörk materia är gjord av.
Källorna till den diffusa bakgrunden av gammastrålning, studerade i detalj av Fermi-rymdteleskopet och tillskrivs många kandidater upp till de förintande partiklarna av mörk materia, visade sig vara galaxer som aktivt bildar stjärnor.
"Att förstå arten av gammastrålning som kommer från till synes tomma områden på himlen är en viktig milstolpe. "Det svarar inte bara på en fråga som har ställts inför astronomer sedan 1960-talet, utan ger också ledtrådar som kommer att hjälpa till att lösa andra långvariga mysterier i universum, till exempel vad mörk materia är gjord av", säger Matt Roth, huvudförfattare till studien från Research School of Astronomy and Astrophysics vid Australian National University.
Gammabakgrunden kommer från många källor som är så svaga och avlägsna att de ännu inte har identifierats individuellt. Huvudkandidaterna för deras roll var aktiva galaktiska kärnor, millisekundspulsarer, galaxer med en explosion av stjärnbildning och förintelsen av mörk materia.
Nyckelverktyg hos lösa gåtor gammabakgrunden blev rymdteleskopen Fermi och Hubble, vars observationer gav astronomer den nödvändiga informationen om egenskaperna hos många galaxer, såsom stjärnbildningshastigheter, massa, storlek och avstånd till jorden, samt en exakt förståelse av processen för skapar gammastrålning av kosmiska strålar som accelereras i supernovarester och interagerar med interstellär gas.
"Vi skapade en fysisk modell som inkluderar gammastrålning från alla galaxer i universum och jämförde den med observationer och förutsägelser för andra källor. Som ett resultat fann vi att det är stjärnbildande galaxer som producerar det mesta av den diffusa gammastrålningsbakgrunden, och inte processer som inträffar runt aktiva galaktiska kärnor eller andra astrofysiska objekt", förklarade Matt Roth.
Astronomer noterar att förutom att avslöja huvudkällan till gammastrålningsbakgrunden kan den utvecklade modellen också användas för att förutsäga radioemission från aktivt stjärnbildande galaxer. I framtiden kommer detta att hjälpa till att bättre förstå deras interna struktur.
Läs också:
statik/induktans vid "punkterna" i skärningspunkterna för interagerande och/eller försök att interagera krafter/fenomen