Гамма-излучением называют часть электромагнитного спектра с самой большой энергией. На Земле такое излучение обычно возникает при радиоактивном распаде ядер атомов. Обычно энергия квантов гамма-излучения измеряется в мегаэлектронвольтах, МэВ — это в миллионы раз больше энергии кванта видимого света, поэтому гамма-лучи совсем иначе взаимодействуют с веществом. С одной стороны, они могут проникать через многие непрозрачные материалы (и поэтому их иногда применяют в промышленной диагностике для просвечивания чего-либо). С другой же стороны, атмосфера Земли оказывается для гамма-излучения непрозрачной — слой воздуха по своим экранирующим свойствам близок к десятиметровой толще воды.
До начала космических полетов астрономы не могли наблюдать за небом в гамма-диапазоне. Однако запуск сначала детекторов излучения, а потом и специальных телескопов позволил ученым зафиксировать гамма-кванты космического происхождения. Оказалось, что самая большая энергия характерна вовсе не для тех фотонов, которые прилетают от Солнца и которые возникают в термоядерных реакциях, — она свойственна частицам, рождающимся в различных экстремальных процессах. Гамма-всплески могут возникнуть, например, при схлопывании звезд в черные дыры или при взрыве ядерной бомбы. Однажды детектор на американском спутнике Vela, установленный специально для того, чтобы следить за соблюдением Договора о нераспространении ядерного оружия, даже зафиксировал такой сигнал, взбудоражив американцев. Но вскоре они разобрались, что «нарушитель» находился в другой галактике.
Читайте также: Крабовидная туманность ударила по Земле сильнейшим в истории гамма-всплеском
Группа исследователей, работающая с гамма-телескопом NASA Fermi, сделала ряд снимков Луны в диапазоне около 31 МэВ, который заметно больше энергии «ядерных» гамма-квантов. Луна на этих изображениях оказалась ярче Солнца, хотя никаких экстремальных процессов на ней не происходит. Как поясняют физики, это вызвано взаимодействием Луны с заряженными частицами от далеких источников с очень высокой энергией, прежде всего с протонами. Когда такой протон попадает в Луну, он выбивает гамма-кванты, и часть этого излучения можно наблюдать с околоземной орбиты. При этом самих высокоэнергетических протонов на околоземной орбите гораздо меньше, поскольку тех отклоняет геомагнитное поле.
{{sliderIndex+1}} / 7
Новые снимки были сделаны с очень большой выдержкой. Впрочем, само понятие «выдержка» в данном случае не совсем правомерно: съемка не была непрерывной — ученые просто собрали вместе накопленные Fermi данные за продолжительное время. Поскольку эта космическая обсерватория работает с 2008 года, астрономы смогли обработать информацию за 128 месяцев, наложив друг на друга все отметки о зарегистрированных прибором гамма-квантах.
В сообщении NASA говорится, что Луна для нас светила бы ярче Солнца, если бы мы могли видеть гамма-лучи, но это не означает, что мы бы действительно видели светящийся круг в небе. В этом случае оно было бы для нас непроницаемо черным и лишь изредка на нем проскакивали бы едва заметные (человеческий глаз теоретически может увидеть отдельные фотоны) вспышки.
Алексей Тимошенко