När det kommer till ren watt så härskar blazarer definitivt. Som den ljusaste av aktiva galaktiska kärnor är dessa källor till extremt högenergigammastrålar vanligtvis förknippade med relativistiska materialstrålar som spyr ut i rymden och möjliggörs av materia som faller in i en värdgalaxs svarta hål. Ju längre bort de är, desto svagare borde de vara, eller hur? Inte nödvändigtvis. Enligt nya observationer av blazar PKS 1424+240 kan emissionsspektrumet ha en ny twist... en som inte lätt kan förklaras.
David Williams, adjungerad professor i fysik vid UC Santa Cruz, sa att fynden kan tyda på något nytt om emissionsmekanismerna för blazarer, det extragalaktiska bakgrundsljuset eller spridningen av gammastrålningsfotoner över långa avstånd. 'Det kan hända något i blazarens utsläppsmekanismer som vi inte förstår,' sa Williams. 'Det finns mer exotiska förklaringar också, men det kan vara för tidigt att spekulera i det här laget.'
Fermi Gamma-ray Space Telescope var det första instrumentet att detektera gammastrålar från PKS 1424+240, och observationen sekunderades sedan av VERITAS (Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System) – ett markbaserat verktyg designat för att vara känsligt för gamma- strålar i bandet med mycket hög energi (VHE). Detta var dock inte de enda vetenskapliga prylarna i aktion. För att hjälpa till att fastställa blazarens rödförskjutning använde forskare också Hubble Space Telescopes Cosmic Origins Spectrograph.
För att hjälpa till att förstå vad de såg satte teamet sedan en nedre gräns för blazarens rödförskjutning och tog den till ett avstånd på minst 7,4 miljarder ljusår. Om deras gissning är korrekt, skulle ett så stort avstånd betyda att majoriteten av gammastrålarna borde ha absorberats av det extragalaktiska bakgrundsljuset, men återigen stämde inte svaren. För den mängden absorption skulle själva blazaren skapa ett mycket oväntat utsläppsspektrum.
'Vi ser en utomordentligt ljus källa som inte visar den karakteristiska emission som förväntas från en mycket högenergiblazar', säger Amy Furniss, doktorand vid Santa Cruz Institute for Particle Physics (SCIPP) vid UCSC och första författare till ett dokument som beskriver de nya rönen.
Ljus? Det kan du ge dig på. I denna omständighet måste den åsidosätta det ständigt närvarande extragalaktiska bakgrundsljuset (EBL). Hela universum är fyllt av denna 'stjärnljusförorening'. Vi vet att det finns där – producerat av otaliga stjärnor och galaxer – men det är bara svårt att mäta. Vad vi vet är att när ett högenergi-gammastrålningsfoto möts med en lågenergi-EBL-foton, eliminerar de i huvudsak varandra. Det är naturligt att ju längre en gammastrålning måste färdas, desto mer sannolikt är det att stöta på EBL, vilket sätter en gräns för avståndet till vilket vi kan upptäcka högenergikällor för gammastrålning. Genom att sänka gränsen användes sedan den nya modellen för att ”beräkna den förväntade absorptionen av mycket högenergigammastrålar från PKS 1424+240″. Detta borde ha gjort det möjligt för Furniss team att samla ett inneboende gammastrålningsspektrum för den mest avlägsna blazaren som hittills fångats – men allt det gjorde var att förvirra problemet. Det sammanfaller helt enkelt inte med förväntade utsläpp med nuvarande modeller.
'Vi hittar mycket högenergi-gammastrålningskällor på större avstånd än vi trodde att vi skulle kunna, och när vi gör det hittar vi några saker som vi inte helt förstår,' sa Williams. 'Att ha en källa på det här avståndet kommer att tillåta oss att bättre förstå hur mycket bakgrundsabsorption det finns och testa de kosmologiska modellerna som förutsäger det extragalaktiska bakgrundsljuset.'
Ursprunglig berättelsekälla: Nyhetsmeddelande från University of California Santa Cruz . För vidare läsning: Den fasta rödförskjutningens nedre gräns för den mest avlägsna TeV-detekterade Blazar PKS 1424+240 .