«Пузыри Ферми» выделены в микроволновом диапазоне

Американский астрофизик Грегори Доблер (Gregory Dobler), сотрудник Института теоретической физики им. Кавли, показал, что границы «пузырей Ферми» можно проследить на сверхвысоких частотах.

«Пузырями» называют гигантские области высокоэнергетичного гамма-излучения в Млечном Пути, обнаруженные космическим телескопом «Ферми». Они выделяются в диапазоне энергий 1–100 ГэВ и располагаются симметрично относительно плоскости Галактики. Вся структура, таким образом, напоминает восьмёрку, общий размер которой оценивается в 50 000 световых лет.

Её граничные участки, как мы уже рассказывали, прослеживаются при анализе наблюдений космической обсерватории ROSAT, выполненных в рентгеновском диапазоне на энергии в 1,5 кэВ. «Пузыри» проявляются и в данных спутника WMAP, исследующего микроволновой диапазон, как область синхротронного излучения. Последнее, напомним, испускается заряженными частицами, которые движутся по искривлённым магнитным полем траекториям с релятивистскими скоростями.

Наиболее вероятным механизмом появления гамма-излучения в «пузырях» считается обратное комптоновское рассеяние фотонов на электронах, в результате которого энергия квантов света увеличивается. При этом популяции электронов, ответственные за синхротронное излучение и обратный эффект Комптона, вполне могут совпадать, что было установлено в 2010-м.

Данные по двум энергетическим диапазонам расходились лишь в одном: «гамма-пузыри» имели чёткие границы на галактической широте |b| ? 50?, а интенсивность микроволнового излучения, как казалось, спадала раньше, на |b| ? 35?. Это несоответствие и привлекло внимание г-на Доблера.

Американец провёл повторный анализ результатов наблюдений «Ферми» и WMAP и построил новые изображения «пузырей», используя сглаживание в 2?. В высоких северных галактических широтах выделить нужный компонент излучения было довольно сложно, поскольку эти области сильно «загрязняются» гамма-фотонами, которые рождаются при распадах нейтральных пи-мезонов, и микроволновым излучением вращающейся пыли. В южных широтах таких проблем нет, и автор, рассматривая полученные карты, обнаружил, что граница области микроволнового излучения находится выше |b| = 35? (то есть удалена от галактического центра более чем на 6 кпк) и по расположению совпадает с краем «гамма-пузыря».

Теперь, когда данные «Ферми» и WMAP приведены в соответствие, гипотезу о том, что «пузыри Ферми» стали обычным артефактом обработки информации, можно отбросить. Очевидно, их нужно рассматривать как отдельную составляющую галактического излучения, о происхождении которой астрофизики будут спорить ещё очень долго.

Подготовлено по материалам arXiv.