Гамма-астрономия

Га́мма-астрономия

Раздел наблюдательной внеатмосферной астрономии, связанный с исследованиями небесных тел, испускающих Гамма-излучение. Начало Г.-а. было положено в апреле 1961, когда аппаратура, установленная на американском искусственном спутнике Земли «Эксплорер-11», зарегистрировала гамма-излучение, идущее от центра Галактики. Г.-а. непосредственно примыкает к рентгеновской астрономии (См. Рентгеновская астрономия), и граница между ними весьма условна. Обычно принято к Г.-а. относить исследования в спектральной области, в которой энергия квантов превышает 30 кэв

(что соответствует длинам волн короче 0,3 Å). Земная атмосфера полностью непрозрачна для этого излучения вплоть до высот 30—40 км (см. рис.).

Поэтому аппаратура для наблюдений гамма-излучений небесных объектов (гамма-телескопы) устанавливается, как правило, на искусственных, спутниках Земли, а при исследованиях жёсткого излучения с энергией около 100 кэв используются высотные аэростаты, способные поднять аппаратуру до 40 км. Наблюдаемые потоки гамма-излучения крайне малы, что требует многочасовых наблюдений. В качестве приёмников излучения применяются сцинтилляционные счётчики (См. Сцинтилляционный счётчик), иногда в комбинации с Гейгера — Мюллера счётчиками, площадью до 100 см². Разрабатываются приборы с кристаллическим детектором площадью 10³—10⁴ см².

Исследования в области Г.-а. позволили обнаружить вплоть до 100 Мэв равномерный (изотропный) космический фон. Обнаружено также излучение, приходящее от центра Галактики и от 2 дискретных источников излучения: Крабовидной туманности (спектр измерен до 0,5 Мэв) и источника в созвездии Скорпиона (до 50 Мэв). Источник в Крабовидной туманности является остатком сверхновой звезды, вспыхнувшей в 1054, а источник в Скорпионе — остатком вспышки новой звезды. Природа изотропного фона, а также излучения от центра Галактики полностью ещё не выяснена. Ведутся поиски аннигиляционного излучения с энергией 511 кэв, которое возникает при аннигиляции пары электрон-позитрон (см. Аннигиляция и рождение пар). Обнаружение такого излучения может явиться указанием на существование во Вселенной антивещества. Можно предполагать, что наблюдения с гамма-телескопами большой площади позволят продолжить исследования спектра дискретных источников рентгеновского излучения в область больше 10 кэв. Исследования в области Г.-а. важны для космологии (наблюдения горячего межгалактического газа), для выяснения природы активности ядер сейфертовских галактик, квазаров, нейтронных звёзд, дискретных источников галактического и внегалактического рентгеновского и гамма-излучения. Работы по Г.-а. ведутся в СССР, США, а также в Японии.

В. Г. Курт.

Пропускание земной атмосферы в области рентгеновского и гамма-излучения. По оси ординат отложена высота, до которой проникает половина падающего излучения.