Исследования гамма излучения в космосе

Спектры источников гамма-излучения позволяют определить элементный и изотопный состав вещества во время генерации излучения, а в некоторых случаях даже оценить величину гравитационного поля в этой области. Ученых интересует гамма-астрономия или космическое гамма излучение которое может дать много полезной информации.

Гамма излучение имеет малую длину волны порядка 2⋅10−10 и представляет собой поток фотонов, имеющих высокую энергию (гамма-кванты).

космическое гамма излучение

Анализ излучения

Анализ космического гамма излучения как и реликтового излучения Вселенной техническими средствами оказался исключительно сложным делом из-за малости абсолютных потоков, приходящих из космоса. Так, полная гамма-светимость нашей Галактики примерно в 106 раз меньше ее оптической светимости. Поток космического гамма-излучения вблизи Земли даже для относительно ярких объектов составляет по порядку величины 10 -5 квант/см-2 (при энергии около 100 МэВ). В результате для получения статистически значимых данных необходимо применять светосильные приборы большой площади и проводить измерения в течение длительного времени.

Первые сведения о распределении гамма-источников на небесной сфере были получены в 1967 г. с помощью небольшого телескопа, установленного на спутнике ОСО-3. ОСО  (OSO – Orbiting Solar Observatories) был запущен США для изучения  солнечной активности и вспышек.

Космическое гамма излучение в пределах небольшой полосы имеет главный максимум интенсивности – в направлении на центр Галактики, и второй, меньший максимум, – в направлении на ее антицентр. Такое распределение указывает на галактическую природу регистрируемого гамма-излучения, очевидно возникающего при взаимодействии космических лучей с межзвездным газом.
Кроме диффузной составляющей (или квазидиффузной, не разрешаемой современными телескопами) обнаружено уже более 25 дискретных гамма-источников, среди которых два отождествлены с молодыми пульсарами (в Крабовидной туманности и в созвездии Парусов), еще четыре отождествлены соответственно с переменным рентгеновским источником Cen Х-3, квазаром ЗС 273, сейфертовской галактикой NGC 4151 и близким газопылевым облаком. Большинство же открытых гамма-источников пока не удалось отождествить ни с одним из объектов, наблюдающихся в других диапазонах спектра. Природа неотождествленных источников остается невыясненной, поскольку наблюдаемые особенности космического гамма излучения   объясняются в рамках совершенно различных моделей.гамма излучение
Одним из интереснейших открытий гамма-астрономии стало обнаружение кратковременных мощных гамма-всплесков, наблюдавшихся с помощью небольших патрульных телескопов, размещенных на спутниках различного назначения. До сих пор ни один из зарегистрированных 150 всплесков не отождествлен с каким-либо известным объектом, а именно созвездием или звездой на небе.
Несмотря на огромные экспериментальные трудности, исследования в гамма-диапазоне несомненно будут расширяться в ближайшие годы, когда намечено вывести на орбиту большие специализированные спутники с комплексом светосильных телескопов этого диапазона.