Wenn es um reine Leistung geht, herrschen definitiv Blazare. Je weiter sie entfernt sind, desto dunkler sollten sie sein, oder? Nicht unbedingt. Nach neuen Beobachtungen von Blazar PKS 1424 + 240 könnte das Emissionsspektrum eine neue Wendung aufweisen, die nicht ohne weiteres erklärt werden kann.
David Williams, außerordentlicher Professor für Physik an der UC Santa Cruz, sagte, die Ergebnisse könnten auf etwas Neues über die Emissionsmechanismen von Blazaren, das extragalaktische Hintergrundlicht oder die Ausbreitung von Gammastrahlenphotonen über große Entfernungen hinweisen. "In den Emissionsmechanismen des Blazars ist möglicherweise etwas los, das wir nicht verstehen", sagte Williams. "Es gibt auch exotischere Erklärungen, aber es kann verfrüht sein, an dieser Stelle zu spekulieren."
Das Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop war das erste Instrument, das Gammastrahlen von PKS 1424 + 240 detektierte, und die Beobachtung wurde dann von VERITAS (Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System) unterstützt - einem terrestrischen Werkzeug, das für die Empfindlichkeit gegenüber Gamma- entwickelt wurde Strahlen im sehr energiereichen (VHE) Band. Dies waren jedoch nicht die einzigen wissenschaftlichen Geräte in Aktion. Um die Rotverschiebung des Blazars zu bestimmen, verwendeten die Forscher auch den Cosmic Origins Spectrograph des Hubble-Weltraumteleskops.
Um zu verstehen, was sie sahen, setzte das Team eine Untergrenze für die Rotverschiebung des Blazars fest und erreichte eine Entfernung von mindestens 7,4 Milliarden Lichtjahren. Wenn ihre Vermutung richtig ist, würde eine so große Entfernung bedeuten, dass der Großteil der Gammastrahlen vom extragalaktischen Hintergrundlicht absorbiert werden sollte, aber auch hier stimmten die Antworten nicht überein. Für diese Absorptionsmenge würde der Blazar selbst ein sehr unerwartetes Emissionsspektrum erzeugen.
"Wir sehen eine außergewöhnlich helle Quelle, die nicht die charakteristische Emission aufweist, die von einem sehr energiereichen Blazar erwartet wird", sagte Amy Furniss, Doktorandin am Santa Cruz Institut für Teilchenphysik (SCIPP) am UCSC und Erstautorin von ein Papier, das die neuen Erkenntnisse beschreibt.
Hell? Sie wetten. Unter diesen Umständen muss es das allgegenwärtige extragalaktische Hintergrundlicht (EBL) außer Kraft setzen. Das gesamte Universum ist mit dieser „stellaren Lichtverschmutzung“ gefüllt. Wir wissen, dass es dort ist - produziert von unzähligen Sternen und Galaxien - aber es ist nur schwer zu messen. Was wir wissen ist, dass sich ein energiereiches Gammastrahlenfoto, wenn es auf ein energiearmes EBL-Photon trifft, im Wesentlichen gegenseitig aufheben. Es liegt auf der Hand, dass je weiter sich ein Gammastrahl bewegen muss, desto wahrscheinlicher ist es, dass er auf die EBL trifft, wodurch die Entfernung begrenzt wird, bis zu der wir energiereiche Gammastrahlenquellen erkennen können. Durch Absenken des Grenzwerts wurde das neue Modell dann verwendet, um "die erwartete Absorption von Gammastrahlen mit sehr hoher Energie von PKS 1424 + 240 zu berechnen". Dies hätte es Furniss 'Team ermöglichen sollen, ein intrinsisches Gammastrahlenemissionsspektrum für den entferntesten Blazar zu erfassen, der bisher erfasst wurde - aber alles, was es tat, war, das Problem zu verwirren. Bei aktuellen Modellen stimmt dies nicht mit den erwarteten Emissionen überein.
"Wir finden sehr energiereiche Gammastrahlenquellen in größeren Entfernungen, als wir gedacht haben, und dabei finden wir einige Dinge, die wir nicht ganz verstehen", sagte Williams. "Wenn wir eine Quelle in dieser Entfernung haben, können wir besser verstehen, wie viel Hintergrundabsorption vorhanden ist, und die kosmologischen Modelle testen, die das extragalaktische Hintergrundlicht vorhersagen."
Quelle der Originalgeschichte: Pressemitteilung der University of California in Santa Cruz. Zur weiteren Lektüre: Die feste Rotverschiebungsuntergrenze des am weitesten entfernten TeV-detektierten Blazar PKS 1424 + 240.
