На 14 януари 2019 г. телескопите MAGIC успяват да регистрират, за пръв път в света, избухване на гама-лъчи, съпроводено с излъчване на електромагнитни кванти в областта на най-високите енергии (тераелектронволт, 1012 еВ). В течение на половин час експериментът успява да регистрира около 1000 гама-кванти с енергия над 1012 еВ. Откритието на тераелектронволтни фотони от космическо гама-избухване е публикувано в две статии в списание Nature, като учените от Институтът за ядрени изследвания и ядрена енергетика (ИЯИЯЕ) на БАН проф. П. Темников, доц. Г. Манева, гл. ас. М. Макариев и физик М. Минев са част от международния колектив на MAGIC, автор на откритието.
Специално за MediaBricks.bg Милен Минев обясни, че конкретно за този случай насочването на телескопите MAGIC се осъществява за малко над 20 секунди и след общо около 40 секунди са започнали наблюденията. Той допълни, че ще при конструирането на телескопите MAGIC, една от основните задачи е била да се изследват гама-избухваниятa. Именно за това те са най-бързонасочващите се големи телескопи на света – за около 30 секунди могат да се насочат до всяка една точка на небето, след като получат сигнал с координатите на източника. Те са най-подходящия инструмент за изследване на високоенергетичните фотони, излъчени в първите мигове след избухването.
Първоначално гама-избухванията се детектират от орбитални гама-телескопи. Те работят на друг принцип, различен от наземните телескопи и могат да регистрират гама-лъчи от почти всяка една точка на небето. За сметка на това, измерванията не са толкова прецизни и при детектирането на новопоявил се източник автоматично изпращат координати до GCN (Gamma-ray Coordinates Network). В тази мрежа участват всички наземни гама-обсерватории, някои оптически и дори експериментите са засичане на гравитационни вълни и неутрино. Всяка обсерватория си има протокол за действие при получаване на сигнал от GCN. При MAGIC телескопите се насочват автоматично и моментално започват наблюденията. За да няма загуба на време и да се хванат първите и най-важни моменти на избухването, софтуерът извършва всички необходими процедури, разказа за MediaBricks.bg Милен Минев.
Повече от 15 години трите най-големи гама-астрономични експеримента в света HESS (в планините на Намибия), MAGIC (на вулканичен връх на остров Ла Палма, Канарски острови) и VERITAS (в пустинята на Аризона) търсят свидетелство за много високо енергетично електромагнитно излъчване (над 1 Тераелектронволт) от космични гама-избухвания.
Институтът за ядрени изследвания и ядрена енергетика (ИЯИЯЕ) на БАН участва активно от 2005 г. в колаборацията MAGIC. Тя е създадена с цел изучаване на космичното гама-лъчение чрез построяване, развитие и опериране на комплекс от два Черенковски телескопа, и обединява около 170 учени от 12 страни.
Избухванията на гама-лъчи са най-ярките след Големия взрив кратки електромагнитни космически експлозии, които ежедневно се появяват на небето в непредсказуемо място и време. Те са регистрирани за пръв път през 1967 г. oт американски сателити VELA, чиято задача е била наблюдение над ядрените опити на Съветския съюз. Предполагало се е, че регистрираните кратки потоци от гама-лъчи са резултат от тайни ядрени изпитания на съветските физици и наблюденията са били засекретени. През 1973 г., след многогодишни изследвания, учени от лабораторията Los Alamos декларират пред световната научна общност откритието на неизвестно космическо явление “избухване на гама-лъчи”. Поради неговата необяснимост то е обявено за “мистерията на Вселената”.
Въпреки че избухванията на гама-лъчи са открити преди половин век, до момента не е ясен произходът на явлението. Предполага се, че те са резултат от колапса на масивни звезди или от сливането на неутронни звезди в далечни галактики. Избухванията на гама-лъчи започват с първоначална, много ярка светкавица, наречена бърза емисия, с продължителност от части от секунда до стотици секунди, последвана от продължително лъчение в широк електромагнитен спектър, наречено “послесветене”.
След 15 години постоянно търсене, на 14 януари 2019 г. телескопите MAGIC успяват да регистрират, за пръв път в света, избухване на гама-лъчи, съпроводено с излъчване на електромагнитни кванти в областта на най-високите енергии (тераелектронволт, 1012 еВ). Откритието е направено след насочване на телескопите към областта на избухването, по сигнал от сателити, регистриращи фотони с ниски енергии. В течение на половин час експериментът успява да регистрира около 1000 гама-кванти с енергия над 1012 еВ. Така MAGIC добавя нов космически посланик към “мултисигналната” (multimessanger) астрофизика на гама експлозиите – тераелектронволтни фотони.
Учените от ИЯИЯЕ проф. П. Темников, доц. Г. Манева, гл. ас. М. Макариев и физик М. Минев са част от международния колектив на MAGIC, автор на откритието. Участието на българските учени в експеримента е подкрепено от Министерство на образованието и науката чрез проекта “CTA-MAGIC” на програмата Национална пътна карта за научна инфраструктура.
Откритието на тераелектронволтни фотони от космическо гама-избухване е публикувано в две статии в списание “Nature”:
- Acciari, V. A. … Makariev, M., Maneva, G., Minev, M., Temnikov, P., et al. “Teraelectronvolt emission from the γ-ray burst GRB 190114C”, Nature ,v. 575, pages455–458 (2019)
- Acciari, V. A. … Makariev, M., Maneva, G., Minev, M., Temnikov, P., et al. “Observation of inverse Compton emission from a long γ-ray burst”, Nature, v. 575, pages459–463 (2019)
