Tak wyglądałby kosmos, gdybyś widział promieniowanie gamma

Większość światła, które przenika przez Wszechświat, jest niedostrzegalne dla ludzkiego oka. To widzi bowiem tylko i wyłącznie tak zwane światło widzialne, czyli promieniowanie o długości fali wynoszącej od 380 do 750 nm. Tymczasem w kosmosie występuje też promieniowanie o falach zarówno dużo dłuższych, jak i dużo krótszych, od promieniowania radiowego i mikrofal, przez podczerwień i ultrafiolet, a ż po promieniowanie rentgenowskie i gamma.

Oczywiście, wszystkie te typy promieniowania jesteśmy w stanie wykrywać za pomocą specjalistycznych instrumentów, które zostały wynalezione i zbudowane na przestrzeni lat. Jednym z takich instrumentów jest należący między innymi do NASA Fermi Gamma-ray Space Telescope (GLAST) – teleskop znajdujący się na niskiej orbicie okołoziemskiej i wykrywający promieniowanie gamma. Wykorzystując zebrane przez niego dane naukowcy z NASA właśnie stworzyli mapę oraz animację, która pokazuje, jak Wszechświat wyglądałby, gdybyśmy mogli zobaczyć promieniowanie gamma naszymi oczami.

Promieniowanie gamma ludzkim okiem

Animacja NASA reprezentuje rok zmieniającego się promieniowania gamma emitowanego przez 1525 źródeł w okresie od lutego 2022 roku do lutego 2023 roku. Każda klatka animacji odpowiada 3 dniom obserwacji. Promieniowanie to przyjęło w niej formę różowych kropek. Im większa kropka, tym więcej promieniowania. Żółta kropka przedstawia zaś ścieżkę, jaką na niebie pokonywało Słońce.

Animacja NASA, która pokazuje, jak wyglądałoby niebo, gdyby nasze oczy mogły widzieć promieniowanie gamma. | Źrodło: NASA/Centrum Lotów Kosmicznych imienia George’a C. Marshalla/Daniel Kocevski

„Zainspirowała nas działalność astronomów, którzy badają galaktyki. Chcieliśmy porównać krzywe światła widzialnego i promieniowania gamma w długich przedziałach czasowych i dlatego stworzyliśmy tę bazę danych.”, powiedział astrofizyk Daniel Kocevski z Centrum Lotów Kosmicznych imienia George’a C. Marshalla NASA. „Otrzymywaliśmy prośby o przetworzeniu danych na temat jednego obiektu na raz. Teraz cała społeczność naukowa ma dostęp do wszystkich przeanalizowanych danych z całego katalogu.”

Jak widać, na animacji dzieje się naprawdę sporo. Trzeba jednak docenić to, że poza promieniowaniem widzialnym gołym okiem nie jesteśmy w stanie dostrzec innych typów promieniowania. Kosmos wyglądałby dla nas bowiem niczym jeden wielki bałagan.

Jasne źródła promieniowania

Większość promieniowania gamma, które możemy zobaczyć w animacji, pochodzi z tak zwanych blazarów – typów kwazarów. Kwazar to galaktyka z bardzo aktywnym jądrem – jądrem zawierającym supermasywną czarną dziurę pożerającą materię w zawrotnym tempie. Materia ta jest ogrzewana do ekstremalnych temperatur i zanim trafi poza horyzont zdarzeń rozświetla przestrzeń kosmiczną. Kwazary emitują najjaśniejsze światło w kosmosie.

Niektóre kwazary posiadają dżety plazmy, które są wystrzeliwane z ich jąder. Jeżeli dżety te są zwrócone w idealnie lub mniej więcej w stronę Ziemi, mamy do czynienia z blazarami. W związku z tym emitowane przez nich światło jest z naszej perspektywy szczególnie jasne.

Blarazy są znanymi źródłami promieniowania gamma, ale ich światło regularnie się zmienia. Fluktuacje te mogą natomiast pomóc astronomom w badaniu tego, jak te giganty odżywiają się otaczającą ich materią. W połączeniu z innymi danymi mogą również pomóc w poszerzeniu ogólnej wiedzy na temat Wszechświata.

W kosmosie promieniowanie gamma emitują również gwiazdy neutronowe należące do kategorii pulsarów, podwójne gwiazdy neutronowe czy pozostałości po wybuchach supernowych. Długoterminowe obserwacje wszystkich tych źródeł mogą zapewnić lepszy wgląd w zjawiska powiązane z promieniowaniem gamma.

Źródło: NASA, fot. tyt. DESY, Science Communication Lab