Aldrig tidigare har astrofysiker mätt ljus med så hög energi från ett himlaobjekt så långt borta. För cirka 7 miljarder år sedan, en enorm explosion inträffade vid det svarta hålet i mitten av en galax. Detta följdes av en explosion av högintensiva gammastrålar. Ett antal teleskop, MAGIC ingår, har lyckats fånga detta ljus. En extra bonus:det var således möjligt att bekräfta Einsteins allmänna relativitetsteori, eftersom ljusstrålarna mötte en mindre avlägsen galax på väg till jorden - och avböjdes av denna så kallade gravitationslins.

Objektet QSO B0218+357 är en blazar, en viss typ av svart hål. Forskare antar nu att det finns ett supermassivt svart hål i mitten av varje galax. Svarta hål, som materia för närvarande störtar i kallas aktiva svarta hål. De avger extremt ljusa strålar. Om dessa utbrott pekar mot jorden, termen blazar används.

Fullmåne förhindrar den första MAGISKA observationen

Händelsen som nu beskrivs i " Astronomi &Astrofysik "hände för 7 miljarder år sedan, när universum inte ens var halva sin nuvarande ålder. "Blasaren upptäcktes ursprungligen den 14 juli 2014 av Fermi-satellitens Large Area Telescope (LAT), " förklarar Razmik Mirzoyan, forskare vid Max Planck Institute for Physics och talesperson för MAGIC-samarbetet. "Gammastråleteleskopen på jorden fixade omedelbart sina sikte på kavajen för att lära sig mer om detta objekt."

Ett av dessa teleskop var MAGIC, på kanarieön La Palma, specialiserat på högenergigammastrålar. Den kan fånga fotoner – ljuspartiklar – vars energi är 100 miljarder gånger högre än de fotoner som vår sol sänder ut och tusen gånger högre än de som mäts med Fermi-LAT. MAGIC-forskarna hade till en början otur, dock:En fullmåne innebar att teleskopet inte kunde fungera under den aktuella tiden.

Gravitationslinsen avleder ultrahögenergifotoner

Elva dagar senare, MAGIC fick en andra chans, eftersom gammastrålningen som sänds ut av QSO B0218+357 inte tog den direkta vägen till jorden:En miljard år efter att de gav sig av på sin resa, de nådde galaxen B0218+357G. Det var här Einsteins allmänna relativitetsteori kom in i bilden.

Detta säger att en stor massa i universum, en galax, till exempel, avleder ljuset från ett föremål bakom det. Dessutom, ljuset fokuseras som av en gigantisk optisk lins - till en avlägsen betraktare, objektet verkar vara mycket ljusare, men också förvrängd. Ljusstrålarna behöver också olika lång tid för att passera genom linsen, beroende på observationsvinkeln.

Denna gravitationslins var anledningen till att MAGIC kunde, trots allt, att mäta QSO B0218+357 - och därmed det mest avlägsna objektet i högenergi-gammastrålningsspektrat. "Vi visste från observationer som gjordes av Fermi rymdteleskop och radioteleskop 2012 att fotonerna som tog den längre vägen skulle anlända 11 dagar senare, säger Julian Sitarek (University of ?ódz, Polen), som ledde denna studie. "Detta var första gången vi kunde observera att högenergifotoner avböjdes av en gravitationslins."

Fördubbling av storleken på gammastrålningsuniversum

Det faktum att gammastrålar med så hög energi från en avlägsen himlakropp når jordens atmosfär är allt annat än uppenbart. "Många gammastrålar går förlorade när de interagerar med fotoner som kommer från galaxer eller stjärnor och har en lägre energi, " säger Mirzoyan. "Med den MAGISKA observationen, den del av universum som vi kan observera via gammastrålar har fördubblats."

Det faktum att ljuset anlände till jorden vid den beräknade tidpunkten kan rassla några teorier om vakuumets struktur - ytterligare undersökningar, dock, krävs för att bekräfta detta. "Observationen pekar för närvarande på nya möjligheter för högenergiska gammastrålningsobservatorier - och ger en pekare för nästa generations teleskop i CTA-projektet, säger Mirzoyan, summerar situationen.