Del vesoljskega sevanja, ki pade na Zemljo, je eksplozivnega izvora.
Astronomi a. videl razbitine iz supernova Eksplozija je potencialno sposobna uničiti visokoenergijske delce – oz kozmični žarki – Pogosto bombardira zemljo.
Njihova nova odkritja povezujejo udarne valove in ostanke, ki jih ustvarijo umirajoče zvezde, z naravnimi visokoenergijskimi protonskimi pospeševalci v vesolju, imenovanimi PeVatroni. Ti zanimivi kozmični pospeševalniki – ki so dobili ime po svoji sposobnosti povečanja energije delcev do ekstremnih peta-elektronvoltnih (PEV) ravni – niso bili nikoli dokončno identificirani.
Že pred to študijo so obstajali prstni odtisi peščice domnevnih PeVatronov, vključno z enim v našem centru galaksijagalaksija Raziskovalna skupina pravi, da je njihovo novo odkritje preživelih v eksploziji supernove – oblak materiala, imenovan G106.3+2.7 – morda najbolj obetaven kandidat doslej.
povezano: Kaj je Supernova?
Ta odpadek je od Zemlje oddaljen 2600 svetlobnih let, velik je kot komet in ima močno svetlobo. Pulsar – Zelo magnetna rotacijska nevtronska zvezda – na enem koncu.
Ker nevtronske zvezde nastanejo, ko so zvezde podvržene gravitacijskemu kolapsu, ki sproži tudi supernove, obstaja dober razlog, da raziskovalci menijo, da so pulzarji in oblaki ostankov supernove nastali zaradi istega nasilnega dogodka.
Z uporabo Nasinega teleskopa Fermi Large Area so astronomi opazili visokoenergetski naknadni sij žarkov gama, kar pomeni G106,3+2,7 v PeVatronovem podvigu razstreljevanja delcev z energijo, ki je enaka enemu milijonu milijard elektronvoltov. biti sposoben – 10-krat več energije kot ga je ustvaril veliki Veliki hadronski trkalnikNajmočnejši pospeševalnik delcev na Zemlji.
“Teoretiki menijo, da protoni kozmičnih žarkov z največjo energijo v Mlečni cesti dosežejo milijon milijard elektronskih voltov ali pEV energije,” je dejal Ke Feng, docent za fiziko na Univerzi Wisconsin v Madisonu. Izjava. (odpre se v novem zavihku) “Natančno naravo njihovih virov, ki jih imenujemo PeVatroni, je bilo težko določiti.”
Znanstveniki sumijo, da ostanki supernove mrtvih zvezd pospešijo delce do tako visokih energij, ko se nabiti delci ujamejo v magnetna polja okoli njih. Ta proces omogoča, da udarni valovi iz supernove vedno znova udarijo po ujetih delcih in vsakič povečajo njihovo energijo. Nazadnje so delci tako energični, da jih ostanki supernove ne morejo ujeti, in delci pobegnejo v vesolje s hitrostjo skoraj svetlobne kot kozmični žarki.
Sledenje kozmičnim žarkom nazaj do ostankov supernove je bilo težko, ker so protoni, vključeni v kozmične žarke, električno nabiti. Kozmični žarki med potovanjem skozi vesolje so nagnjeni k sipanju v interakciji z magnetnimi polji. Zato astronomi ne morejo zlahka ugotoviti, iz katere smeri prihajajo žarki, ko dosežejo naš planet.
Ker pa tako hitro pospeševanje protonov povzroča emisijo žarkov gama, je ta visokoenergijska svetloba lahko dober približek za lociranje vira kozmičnih žarkov.
povezano: Najmočnejši kozmični žarki prihajajo iz oddaljenih, oddaljenih galaksij
Tako Fermi kot zelo energičen teleskopski sistem za slikanje s sevanjem (VERITAS) na observatoriju Fred Lawrence Whipple v južni Arizoni sta zaznala žarke gama iz notranjosti repa ostankov supernove G106.3+2.7. Poleg tega so drugi observatoriji odkrili fotone z izjemno visoko energijo, ki prihajajo iz istega območja, kar kaže, da bi lahko res bil pevatron.
“Ta predmet je bil nekaj časa vir precejšnjega zanimanja, a da bi ga okronali kot PeVatron, moramo dokazati, da pospešuje protone,” raziskovalec Heinrich Fleisch Nasin Goddard Space Flight Centerv Greenbeltu v Marylandu.
“Ulov je v tem, da lahko elektroni, pospešeni na nekaj sto TeV, povzročijo podobne emisije. Zdaj, s pomočjo 12-letnih Fermijevih podatkov, menimo, da smo ugotovili, da je G106.3+2.7 dejansko PeVatron.”
Za analizo žarkov gama iz oblaka velikosti kometa je morala ekipa najprej upoštevati pulsar – imenovan J2229+6114 – ki oddaja svoje žarke gama, ko se hitro vrti. Ker je visokoenergijska svetloba usmerjena proti Zemlji le med polovico rotacijskega obdobja pulsarja, so raziskovalci preprosto spregledali sevanje žarkov gama v tem obdobju.
Zdi se, da rep G106.3+2.7 oddaja nekaj fotonov žarkov gama z energijami, manjšimi od 10 gigaelektronvoltov (GeV); Nad tem merilom je bil vpliv Pulsarja majhen. Zmanjšanje sevanja gama pod 10 GeV je tudi pokazalo, da opazovana emisija ni posledica pospešenih elektronov.
To odkritje je vodilo raziskovalce do hipoteze, da je bil vir nekaterih žarkov gama iz G106.3+2.7 dejansko pospešek protona do energije na ravni PeV.
“Zaenkrat je G106.3+2.7 edinstven, vendar je morda najsvetlejši član nove populacije ostankov supernov, ki oddajajo žarke gama, ki dosegajo energije TeV,” je dejal Fang. “Več jih bo morda razkritih s prihodnjimi opazovanji Fermija in zelo visokoenergijskih observatorijev gama žarkov.”
Ugotovitve ekipe so obravnavane v članku, objavljenem v izdaji revije 10. avgusta. Physical Review Letter. (odpre se v novem zavihku)
Sledite nam na Twitterju @spacedotcom (odpre se v novem zavihku) ali na Facebook (odpre se v novem zavihku),
