2023-03-24 05:47

美国宇航局费米太空望远镜捕捉到动态伽马射线天空中的宇宙烟火

这个动画显示了一个新的、不断更新的存储库中,现在可用于1500多个天体的大面积望远镜伽玛射线记录的子集。超过90%的源是一种被称为耀变体的星系,由超大质量黑洞的活动提供动力。图源:NASA马歇尔太空飞行中心/Daniel Kocevski

我们肉眼看不见的宇宙烟火充斥着夜空。多亏了美国宇航局费米伽玛射线太空望远镜上的大面积望远镜(LAT),我们可以一窥这种难以捉摸的光秀,该望远镜在伽马射线中观察天空,伽马射线是光的最高能量形式。

这个动画显示了从2022年2月到2023年2月的一年观测中伽马射线天空的疯狂活动。这些脉动的圆圈只是LAT在近15年的时间里在太空中收集的1500多条光曲线的一个子集,这些光曲线记录了光源亮度随时间的变化。

由于一个国际天文学家团队的工作,这些数据现在可以在一个不断更新的交互式图书馆中公开使用。一篇关于该储存库的论文发表在2023年3月15日的《天体物理学杂志增刊系列》上。

位于阿拉巴马州亨茨维尔的NASA马歇尔太空飞行中心的天体物理学家丹尼尔·科切夫斯基(Daniel Kocevski)是该数据库的合著者之一,他说:“我们受到研究星系的天文学家的启发,把这个数据库放在一起,想要比较长时间尺度上的可见光和伽马射线光曲线。”“我们收到了一次处理一个对象的请求。现在科学界可以访问整个目录的所有分析数据。”

在这个动画中观看宇宙伽玛射线烟花秀,仅使用美国宇航局费米伽玛射线空间望远镜上的大面积望远镜(LAT)一年的数据。每个物体的洋红色圆圈在变亮时增大,在变暗时缩小。黄色的圆圈代表太阳沿着它在天空中的年度路径运行。该动画显示了一个新的、不断更新的存储库中超过1500个对象的LAT伽马射线记录的子集。超过90%的源是一种被称为耀变体的星系,由超大质量黑洞的活动提供动力。图源:NASA马歇尔太空飞行中心/Daniel Kocevski

数据集中超过90%的来源是耀变体,星系的中心区域拥有活跃的超大质量黑洞,产生强大的粒子喷流,几乎直接指向地球。地面观测站,比如美国国家科学基金会在南极洲的冰立方中微子观测站,有时可以探测到这些射流产生的高能粒子。耀变体是多信使天文学的重要来源,科学家们利用光、粒子和时空涟漪的组合来研究宇宙。

“2018年,天文学家首次宣布联合探测伽马射线和一种来自blazar的高能粒子,称为中微子,这要感谢费米LAT和冰立方,”合著者米凯莱·内格罗说,她是马里兰大学巴尔的摩县的天体物理学家,也是美国宇航局马里兰州格林贝尔特戈达德太空飞行中心的天体物理学家。“拥有历史光曲线数据库可以让我们对过去的事件有新的多信使见解。”

在动画中,每一帧代表三天的观察。每个物体的洋红色圆圈在变亮时增大,在变暗时缩小。有些天体全年都在波动。穿过天空中间的红橙色带是我们银河系的中央平面,是一个持续的伽马射线生产者。较浅的颜色表示更明亮的光线。黄色的圆圈表示太阳每年在天空中运行的轨迹。

处理完整的目录大约需要3个月的时间,或者说400多个计算机年的处理时间分布在位于加利福尼亚州门洛帕克的SLAC国家加速器实验室的计算机集群上的1000多个节点上。

LAT,费米的主要仪器,每三小时扫描整个天空。它能探测能量在2000万到3000亿电子伏之间的伽马射线。相比之下,可见光的能量大多在2到3电子伏之间。

参考:“Fermi-LAT Lightcurve库”s Abdollahi m . Ajello l .巴尔迪尼j .芭蕾舞D . Bastieri j .一步冈萨雷斯,r . Bellazzini a . Berretta e . Bissaldi r·博尼诺a·布里尔·Bruel e·伯恩斯,美国Buson今年r·a·卡梅伦r·卡普托·a . Caraveo n . Cibrario s Ciprini p Cristarella Orestano, m . Crnogorcevic s Cutini f . D 'Ammando, s . De盖太诺s . w . Digel n . Di Lalla l . Di Venere a . Dominguez诉Fallah,拉马s . j .,费根e·c·费拉拉a·菲奥里h . Fleischhacka . Franckowiak y Fukazawa, p .褐诉Gammaldi f·加s Garrappa c . Gasbarra d . Gasparrini n . Giglietto f·佐丹奴,m . Giroletti d .绿色,中情局Grenier, s . Guiriec m . Gustafsson e·海斯d·霍兰x侯,g . Johannesson m·克尔d . Kocevski m .与l . Latronico j . Li Liodakis, f•隆戈,f . Loparco l . Lorusso b·洛特m . n . Lovellette p . Lubrano他,a . Manfreda g . Marti-Devesa m . n . Mazziotta Mereu, m·梅尔·f·迈克尔逊t·美津浓m . e . Monzani a . Morselli诉莫斯卡伦科,m .黑人n . Omodei大肠奥兰多j . f . orm d . Paneque g . Panzarini j·s·帕金斯,m . Persic m . Pesce-Rollins r . Pillera t·a·波特·g·普林西比,j·l·Racusin s Raino r .金兰,王妃,m . Razzano s Razzaque a .雷蒙o .雷蒙m . Sanchez-Conde p . m . Saz帕金森,杰夫•Scargle l . Scotton d . Serini c . Sgro e . j . Siskind g . Spandre p .卢卡雷利,d . j . Suson h .日本田岛d·j·汤普森·d·f·托雷斯,j·瓦尔韦德,t·文特尔Z. wadisingh, S. Wagner和K. Wood, 2023年3月15日,天体物理学杂志增刊系列。1538 - 4365 . DOI: 10.3847 / / acbb6a

费米伽玛射线空间望远镜是由戈达德管理的天体物理学和粒子物理学合作项目。费米是与美国能源部合作开发的,法国、德国、意大利、日本、瑞典和美国的学术机构和合作伙伴做出了重要贡献。