Зрак изнад главе је жив са невидљивим пљусковима. Снажне честице из свемира непрестано ударају у атмосферу изнад вас, стварајући субатомску каскаду која пуца доле при брзини светлости. Схватити одакле потичу ове пљускови и шта нам говоре о свемиру, посао је опсерваторија високе висине воде Черенков (ХАВЦ), телескоп који се састоји од 300 џиновских резервоара прочишћене воде постављених у близини врха вулкана Сиерра Негра у Мексику.
ХАВЦ-ов циљ је пронаћи феномене највише енергије у космосу; укључујући егзотичне звезде, супермасивне црне рупе и уништавање тамне материје. Појави попут ових производе гама зраке, фотоне са више од трилијуна пута енергије оптичке светлости коју видимо и космичке зраке, напуњене атомска језгра са енергијом до седам пута већом од протона, разбијених заједно на Великом хадронском сударачу. Порекло обоје остаје заклоњено у многим мистеријама, због чега ХАВЦ непрестано надгледа велики део неба у нади да ће их неколико разоткрити.
Када ултра-високоенергетска честица уђе у Земљину атмосферу и падне у молекул ваздуха, настала реакција ствара нове субатомске честице. Свака од њих садржи огромну енергију, па настављају да разбијају и реагирају и стварају више честица у све већој лавини која се шири у кругу отприлике 100 метара у тренутку када стигне на земљу. Овај туш од честица пролази кроз резервоаре телескопа који путују брже од брзине светлости у води (што је око три четвртине његове брзине у вакууму), стварајући оптички еквивалент звучног пухања - налета ултраљубичастог светла познатог као Черенков зрачење. Окачујући тачно како и када честице наиђу на низ резервоара за пречишћену воду, истраживачи могу да утврде где се на небу налази извор.
Отприлике 20.000 таквих емисија снима се сваке секунде на ХАВЦ-у, али скоро сви су космички, а не гама, зраци. Пошто су космички зраци набијени, њихов пут лета кроз свемир је измењен магнетним пољима, што значи да се њихове полазне тачке не могу одредити. Гама зраци су много ређи - ХАВЦ их види око 1.000 дневно - али они се упућују правом линијом према изворима. Претходни телескопи гама зрака обично су требали бити усмерени на одређена места на небу, често тек након што су истраживачи упозорени на неке високоенергетске појаве који се тамо дешавају. Будући да ХАВЦ стално гледа у свемир, има већу шансу да покупи ове ретке блицеве.
Завршено у марту 2015. године, опсерваторија је недавно објавила прву годину података - мапу неба која открива око 40 супер светлих извора, многи из наше галаксије Млечни пут. „То нису звезде које се налазе у млину“, рекла је физичарка Бренда Дингус из Националне лабораторије Лос Аламос, портпарол ХАВЦ-а.
Већина је остатака супернове, последица снажне експлозије која се десила током смрти џиновске звезде. Како се ударни таласи од ових експлозија шире ван, они се великом брзином упадају у околни гас и прашину, стварајући гама зрачење - процес који може да се настави хиљадама година. ХАВЦ тим нада се да ће открити остатке супернове у различитим фазама њихове еволуције и комбиновати своје податке са подацима других телескопа који раде на различитим таласним дужинама како би открио детаље овог сложеног процеса. Пошто остаци супернове имају снажна магнетна поља, они хватају и убрзавају наелектрисане честице, стварајући космичке зраке. Сматра се да већина космичких зрака које потичу на таквим местима, али могу их произвести и пулсари - брзо вртећи се супер густе неутронске звезде које емитују зрачење - и црне рупе које орбитирају једна око друге. ХАВЦ ће помоћи истраживачима у одређивању укупне снаге свих ових различитих акцелератора космичких честица.
Подаци ХАВЦ такође садрже неколико светлих објеката који су изван галаксије. Будући да су тако далеко, ти извори морају сијати попут рефлектора у свемиру. Неке су активна галактичка језгра, младе галаксије чија се централна супермасивна црна рупа благује на огромној препуној плинова и прашине. Док се материја врти око црне рупе, она се загрева, испуштајући колосалне млазове зрачења. ХАВЦ је видео да се ове структуре повремено распламсавају, али тачно зашто се то догађа остаје непознато.
Опсерваторија се такође нада да ће уочити рафале гама зрака, најенергичније појаве у познатом свемиру. Ако се мисли да се догоди када се супермасивна звезда сруши у црну рупу, ове експлозије у неколико секунди испуштају исту количину енергије као и наше сунце током целог свог живота. Будући да су тако пролазни, научницима је тешко да их проучавају, али очекује се да ХАВЦ - који стално посматра небо - види најмање пар годишње.
Затим је ту заиста револуционарна ствар коју ХАВЦ потенцијално може приметити. "Тамна материја би била најсладја ствар која се може пронаћи", рекао је Дингус.
Док научници могу видети гравитационе ефекте овог чудног материјала у свемиру, тамна материја не производи електромагнетно зрачење и тако се не појављује у обичним телескопима. Али неки теоретичари претпостављају да би се честице тамне материје могле урушити једна у другу и уништити, процес који би требало да ствара гама зраке. На местима попут патуљастих сфероидних галаксија, које су готово у потпуности направљене од тамне материје, ово уништавање би се требало непрестано дешавати. До сада нико није видео значајно гама зрачење које потиче из ових слабашних, малих галаксија, али нове се непрестано откривају, повећавајући могућност да се коначно отвори једна од највећих мистерија астрономије.
Што се дуже ХАВЦ загледа у свемир, дубља ће и детаљнија његова запажања постати. Почетно вођење опсерваторију тренутно би требало завршити 2020. „Али ако видимо нешто цоол, можда ћемо трчати и дуже“, рекао је Дингус.
