A média megjelenésének hullámában a NASA Fermi Gamma-ray Űrtávcsőjének legutóbbi tanulmányai világítják meg a részecskék asztrofizikájának világát azzal a hírrel, hogy a szupernóvák lehetnek a kozmikus sugarak ősének. A többi elektronok és atommagok. Amikor találkoznak egy mágneses mezővel, útjuk megváltozik, mint egy lökhárító kocsi a vidámparkban - de semmi nem szórakoztató abban, hogy nem ismeri eredetüket. Most négy évnyi kemény munka, amelyet a Kavli Részecske-asztrofizikai és Kozmológiai Intézetnél végeztek az Energiaügyi Minisztérium (DOE) SLAC Nemzeti Gyorsító laboratóriumában, megtérült. Bizonyítékok vannak arra, hogy a kozmikus sugarak hogyan születnek.
"Ezeknek a protonoknak az energiája messze meghaladja a Földön a legerősebb részecske-ütközők képességét" - mondta Stefan Funk, a Kavli Intézet és a Stanfordi Egyetem asztrofizikusa, aki az elemzést vezette. „A múlt században sokat tanultunk a kozmikus sugarakról, amikor ide érkeznek. Még komoly gyanúkkal is felmerült a gyorsulás forrása, ám a közelmúltig nem volt egyértelmű bizonyíték arra, hogy támogassuk őket. "
Mindeddig a tudósok nem voltak tisztában néhány részlettel - például arról, hogy az atomszemcsék milyen felelős lehetnek a csillagközi gázok kibocsátásáért. Kutatásuk elősegítése érdekében nagyon szorosan megvizsgálták a gamna sugarat sugárzó szupernóvamaradványokat - IC 443 és W44. Miért az eltérés? Ebben az esetben a gammasugarak hasonló energiákat osztanak meg a kozmikus sugár protonokkal és elektronokkal. Elválasztva őket, a kutatók felfedezték a semleges piont, a kozmikus sugár protonok termékét, amely befolyásolja a normál protonokat. Amikor ez megtörténik, a pion gyorsan gamma-sugarak halmazá alakul, miközben az aláírás csökken, így protonok formájában bizonyítékot szolgáltat. A Fermi Acceleration néven ismert eljárással létrejött protonok fogságban maradnak a szupernóva gyorsan mozgó sokk elülső részében, és a mágneses mezők nem befolyásolják őket. Ennek a tulajdonságnak köszönhetően a csillagászok képesek voltak visszavezetni őket közvetlenül a forrásukhoz.
"A felfedezés az a dohányzó pisztoly, mely szerint ez a két szupernóva maradvány gyorsított protonokat termel" - mondta Stefan Funk, a kutató, a kaliforniai Stanfordi Egyetem Kavli Részecske-asztrofizikai és Kozmológiai Intézetének asztrofizikusa. "Most azon dolgozhatunk, hogy jobban megértsük, hogyan kezelik ezt a feat-t, és meghatározzuk, hogy a folyamat közös-e minden olyan maradványra, ahol gamma-sugárzást látunk."
Kis sebességmérők? Biztos lehetsz benne. Minden alkalommal, amikor a részecske áthalad a sokkoló fronton, mintegy 1% -kal nagyobb sebességet nyer - végül elég ahhoz, hogy kozmikus sugárként megszabaduljon. "Az űrhajósok dokumentálták, hogy valójában fényvisszaveréseket látnak a kozmikus sugarakkal kapcsolatban" - jegyezte meg Funk. "Ez az egyik oka annak, hogy csodálom a bátorságukat - a kint lévő környezet valóban nagyon kemény." A kutatás következő lépése, Funk hozzátette, az, hogy megértse a gyorsulási mechanizmus pontos részleteit és azon maximális energiákat, amelyekhez a szupernóva maradványai képesek felgyorsítani a protonokat.
A tanulmányok azonban véget nem érnek ezzel. További, a részecskegyorsítóként viselkedő szupernóvamaradványok további bizonyítékai merültek fel Sladjana Nikolic szerb csillagász gondos megfigyelési elemzése során (Max Planck Csillagászati Intézet). Vettek egy pillantást a fény összetételére. Nikolic elmagyarázza: „Ez az első alkalom, amikor részletesen megvizsgálhattuk a sokk régiójában és annak környékén található mikrofizikát. Bizonyítékokat találtunk egy közvetlenül a sokk előtt egy prekurzor régióról, amelyet feltételezhetően a kozmikus sugárzás előfeltételének. A prekurzor régiót ugyanúgy melegítik, ahogyan azt elvárhatnánk, ha vannak protonok, amelyek energiát szállítanak a régióból közvetlenül a sokk mögött. "
Nikolic és kollégái a VIMOS spektrográfot alkalmazták az Európai Déli Megfigyelőközpont chilei Nagyméretű Teleszkópjában, hogy megfigyeljék és dokumentálják a szupernóva SN 1006 sokkoló elejének egy rövid szakaszát. amely lehetővé teszi a csillagászoknak, hogy alaposan megvizsgálják a szupernóva maradványából származó fény összetételét. Kevin Heng, a Bern University, a Nikolic doktori munkájának egyik felügyelete szerint: nagy vöröseltolódású galaxisok. Ennek során olyan pontosságot értünk el, amely messze meghaladja az összes korábbi tanulmányt. ”
Nagyon érdekes idő, hogy közelebbről megvizsgáljuk a szupernóvák maradványait - különösen a kozmikus sugarak tekintetében. Ahogy Nikolic elmagyarázza: „Ez egy kísérleti projekt volt. A kibocsátások, amelyeket a szupernóva maradványról megfigyeltünk, nagyon-nagyon halványak, mint az ilyen típusú műszerek szokásos célpontjai. Most, hogy tudjuk, mi lehetséges, nagyon izgalmas az utóprojektekre gondolkodni. " Glenn van de Ven, a Max Planck Csillagászati Intézet, a Nikolic másik társfelügyelője és az integrált terepi spektroszkópia szakértője hozzáteszi: „Ez a fajta újszerű megfigyelési módszer kulcsfontosságú lehet a kozmikus sugarak előállításának rejtvényének megoldásában. szupernóva maradványok. ”
Roger Blandford, a Kavli Intézet igazgatója, aki részt vett a Fermi elemzésben, azt mondta: „Jó esély, hogy egy ilyen egyértelmű demonstráció, amely a szupernóva maradványait felgyorsítja a kozmikus sugaraknak, jött, amikor felfedezésük 100. évfordulóját ünnepeltük. Ez megmutatja, hogy a felfedezési képességeink milyen gyorsan fejlődnek. ”
Eredeti történetforrások és további olvasat: Új megközelítés a kozmikus részecskegyorsító vadászatában. A NASA Fermi bizonyítja, hogy a Supernova maradványai kozmikus sugarakat produkálnak, és a bizonyíték: a kozmikus sugarak robbanó csillagokból származnak.
