Meediaväljaannete laines valgustavad NASA Fermi Gamma-ray kosmoseteleskoobi viimased uuringud osakeste astrofüüsika maailma uudistega, kuidas supernoovad võivad olla kosmiliste kiirte eelkäijad. Ülejäänud on elektronid ja aatomituumad. Magnetväljaga kohtudes muutuvad nende rajad nagu põrkerauaauto lõbustuspargis - kuid nende päritolu teadmata ei ole midagi lõbusamat. Nüüd on tasunud ära neli aastat rasket tööd, mille Kavli Energiaosakeste Astrofüüsika ja Kosmoloogia Instituudis tegi Energia osakonna (DOE) SLAC riiklik kiirendilabor. On tõendeid kosmiliste kiirte sündimise kohta.
"Nende prootonite energiad on kaugelt üle selle, mida Maa võimsaimad osakeste põrkajad suudavad tekitada," ütles analüüsi juhtinud Kavli instituudi ja Stanfordi ülikooli astrofüüsik Stefan Funk. „Eelmisel sajandil oleme kosmiliste kiirte kohta siia jõudes palju teada saanud. Me oleme isegi kahtlustanud nende kiirenemise allikat, kuid kuni viimase ajani pole meil olnud üheselt mõistetavaid tõendeid nende toetamiseks. "
Siiani polnud teadlastel mõne detaili osas selge - näiteks millised aatomiosakesed võivad tähtedevahelise gaasi tekitatavate heitmete eest vastutada. Uurimistöö hõlbustamiseks vaatasid nad väga lähedalt gamnokiirgust kiirgavat supernoova jäänuseid - IC443 ja W44. Miks erinevus? Sel juhul on gammakiirtel sarnased energiad kosmilise kiirguse prootonite ja elektronidega. Nende eraldamiseks on teadlased paljastanud neutraalse pioni, mis on kosmiliste kiirte prootonite toode, mis mõjutab normaalseid prootoneid. Kui see juhtub, laguneb pioon kiiresti gammakiirte kogumiks, jättes signaali languse - sellise, mis annab tõestuse prootonite kujul. Loodud protsessis, mida nimetatakse Fermi kiirenduseks, jäävad prootonid supernoova kiiresti liikuvas šokis esiosa vangiks ja neid ei mõjuta magnetväljad. Tänu sellele omadusele suutsid astronoomid neid otse oma allikast tagasi leida.
"Avastus on suitsetamine, mille abil need kaks supernoova jäänust toodavad kiirendatud prootoneid," ütles Californias Stanfordi ülikooli Kavli osakeste astrofüüsika ja kosmoloogia instituudi astrofüüsik Stefan Funk. "Nüüd saame teha tööd selle nimel, et paremini mõista, kuidas nad seda feat haldavad, ja teha kindlaks, kas see protsess on ühine kõigile jäänustele, kus me näeme gammakiirgust."
Kas nad on väikesed kiiruseületajad? Sa betcha. Iga kord, kui osake läbib löögiprofiili, saavutab see umbes 1% suurema kiiruse - lõpuks piisavalt, et kosmilise kiirga vabaneda. "Astronaudid on dokumenteerinud, et nad näevad tegelikult kosmiliste kiirtega seotud valgusevälke," märkis Funk. "See on üks põhjusi, miks ma imetlen nende vaprust - sealne keskkond on tõesti üsna karm." Järgmine samm selles uuringus, lisas Funk, on mõista kiirendusmehhanismi täpseid üksikasju ja ka maksimaalseid energiaid, millele supernoova jäänused võivad prootoneid kiirendada.
Kuid uuringud sellega ei lõppe. Serbia astronoomi Sladjana Nikolici (Max Plancki astronoomiainstituut) hoolika vaatlusanalüüsi käigus ilmnes rohkem uusi tõendeid supernoovade jäänuste kohta, mis toimivad nagu osakestekiirendid. Nad vaatasid valguse kompositsiooni. Nikolic selgitab: „See oli esimene kord, kui saime üksikasjalikult uurida šokifilmi piirkonnas ja selle ümbruses asuvat mikrofüüsikat. Leidsime tõendeid eellaspiirkonna kohta otse šoki ees, mis arvatakse olevat kosmilise kiirguse tootmise eeltingimus. Samuti kuumutatakse eelkäija piirkonda just sellisel viisil, nagu võiks eeldada, kui seal oleks prootoneid, mis viivad energiat otse löögi taha piirkonnast. ”
Nikolic ja tema kolleegid võtsid Tšiilis Euroopa lõuna vaatluskeskuse väga suure teleskoobiga spektrograafi VIMOS kasutusele, et jälgida ja dokumenteerida supernoova SN 1006 lühikese osa esiplaani. Seda uut tehnikat nimetatakse lahutamatu välja spektroskoopiaks - esmakordseks protsessiks. mis võimaldab astronoomidel uurida põhjalikult supernoova jäänus sisalduva valguse koostist. Kevin Heng Berni ülikoolist, Nikolici doktoritöö üks juhendaja, ütleb: „Oleme eriti uhked selle üle, et suutsime integreeritud välja spektroskoopiat kasutada üsna ebaharilikul viisil, kuna seda kasutatakse tavaliselt suure punanihkega galaktikad. Seejuures saavutasime täpsustaseme, mis ületab kaugelt kõiki varasemaid uuringuid. ”
On tõesti intrigeeriv aeg uurida lähemalt supernoovade jäänuseid - eriti kosmiliste kiirte osas. Nagu Nikolic selgitab: “See oli pilootprojekt. Emissioonid, mida täheldasime supernoova jäänustest, on väga-väga nõrgad, võrreldes seda tüüpi instrumentide tavaliste sihtobjektidega. Nüüd, kui me teame, mis on võimalik, on tõeliselt põnev mõelda järelprojektide peale. ” Glenn van de Ven Max Plancki astronoomiainstituudist, Nikolici teine kaasjuhendaja ja lahutamatu välja spektroskoopia ekspert lisab: “Selline uudne vaatluslik lähenemisviis võiks olla võtmeks mõistatuse lahendamisel, kuidas kosmilised kiired tekivad. supernoova jäänused. ”
Kavli Instituudi direktor Roger Blandford, kes osales Fermi analüüsis, ütles: „On sobilik, et selline selge meeleavaldus, mis näitas supernoovade jäänuseid kosmiliste kiirte kiirendamist, tuli siis, kui tähistasime nende avastamise 100. aastapäeva. See toob koju, kui kiiresti meie avastamisvõimalused arenevad. ”
Algsed looallikad ja edasine lugemine: Uue lähenemisega kosmiliste osakeste kiirendi jahtimisel näitas NASA Fermi, et Supernova jäänused tekitavad kosmilisi kiiri ja tõestus: kosmilised kiired pärinevad plahvatavatest tähtedest.
