Раскрыт источник гамма-фона, пронизывающего Вселенную

Источниками диффузного фона гамма-излучения, подробно исследованного космическим телескопом «Fermi» и приписываемого множеству кандидатов вплоть до аннигилирующих частиц темной материи, оказались активно формирующие звезды галактики. Результаты исследования представлены в журнале Nature.

«Понимание природы гамма-излучения, приходящего из казалось бы пустых участков неба – важная веха. Оно не только дает ответ на вопрос, стоящий перед астрономами с 1960-х годов, но и предлагает подсказки, которые помогут решить другие давние загадки Вселенной, например, из чего состоит темная материя», – рассказывает Мэтт Рот, ведущий автор исследования из Исследовательской школы астрономии и астрофизики при Австралийском национальном университете.

Гамма-фон происходит из множества источников, которые настолько слабы и далеки, что до сих пор их не удалось идентифицировать по отдельности. Основными кандидатами на их роль выступали активные ядра галактик, миллисекундные пульсары, галактики со вспышкой звездообразования и аннигиляция темной материи.

Ключевыми инструментами при решении загадки гамма-фона стали космические телескопы «Fermi» и «Hubble», чьи наблюдения предоставили астрономам необходимую информацию о свойствах множества галактик, таких как темпы звездообразования, масса, размер и расстояние до Земли, а также точное понимание процесса создания гамма-излучения космическими лучами, ускоренными в остатках сверхновых и взаимодействующими с межзвездным газом.

«Мы создали физическую модель, включающую гамма-излучение от всех галактик во Вселенной, и сравнили ее с наблюдениями и предсказаниями для других источников. В результате мы обнаружили, что именно звездообразующие галактики производят большую часть диффузного фона гамма-излучения, а не процессы, протекающие в окружении активных галактических ядер, или другие астрофизические объекты», – пояснил Мэтт Рот.

Астрономы отмечают, что помимо раскрытия основного источника гамма-фона, разработанная модель также может быть использована для прогнозирования радиоизлучения от активно формирующих звезды галактик. В будущем это поможет лучше понять их внутреннюю структуру.