Dlaczego promieniowanie gamma?

Ilość promieniowania elektromagnetycznego emitowanego z jednostki powierzchni przez obiekty zależy od ich temperatury. Jest go tym więcej, im cieplejsze są obiekty – np. powierzchnia Słońca wysyła więcej energii, niż o 5500°C chłodniejsza od niej powierzchnia Ziemi. Gdybyśmy chcieli odnaleźć we Wszechświecie obiekt na tyle gorący, by emitował wysokoenergetyczne (GeV-TeV) promieniowanie gamma, okazałoby się, że byłby nim… sam Wszechświat – 13 miliardów lat temu, w chwili narodzin (Wielki Wybuch).

Jak powstaje światło gamma (fotony promieniowania gamma)?

Dzisiaj promieniowanie gamma powstaje w wyniku procesów nietermicznych, w których udział biorą cząstki pędzące z prędkością bliską prędkości światła. Warunki takie spotkamy np. podczas eksplozji supernowych, gdy powstaje potężna fala uderzeniowa, przyśpieszająca te cząstki w trakcie interakcji z materią otaczającą eksplodującą gwiazdę.

Źródłem promieniowania gamma mogą być też rozpady masywnych cząstek elementarnych, w tym hipotetycznych cząstek ciemnej materii oraz strun – pozostałości po Wielkim Wybuchu. Badania promieniowania gamma pozwolą więc poznać zarówno życie gwiazd w pobliskich galaktykach, jak i – być może – rozwiązać tajemnicę ciemnej materii.

Zakres badań naukowych prowadzonych w ramach obserwatorium CTA

Promieniowanie Gamma w Drodze Mlecznej

• pozostałości po supernowych (SNRs)
• mgławice napędzane wiatrem pulsara (PWNs)
• zjawiska fizyczne w pulsarach
• obszary powstawania gwiazd
• centrum Galaktyki
• układy rentgenowskie i mikrokwazary

Promieniowanie gamma spoza Drogi Mlecznej

• aktywne jądra galaktyk (AGNs)
• galatyki karłowate
• tło pozagalaktyczne (EBL)
• błyski gamma (GRBs)
• gromady galaktyk
• pozagalaktyczne pole magnetyczne

Fizyka fundamentalna

• ciemna materia
• kwantowa grawitacja
• naładowane cząstki elementarne (CRs)

Procesy fizyczne

• przyśpieszanie cząstki
• rozprzestrzenianie się cząstek i promomieniowania ośrodku międzygalaktycznym
• struktury pola międzygalaktycznego i Galaktyki
• mechanizmy promieniowania wysokoenergetycznego

Przegląd nieba w świetle gamma
Interferometria optyczna
Obrazowanie powierzchni gwiazdowych

Więcej informacji o tych zagadnieniach można odnaleźć na anglojęzycznej stronie projektu CTA [więcej].