ASTROFIZIKA

[VIDEO] Nova studija: Znanstvenici iz NASA-e riješili su tajnu iza izvora kozmičkih zraka

  • Autor: Damir Rukavina
  • Zadnja izmjena 11.08.2022 10:57
  • Objavljeno 11.08.2022 u 10:57
tportal

Izvor: Licencirane fotografije / Autor: NASA's Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

NASA-in Fermi potvrdio je 'olupinu' zvijezde kao neposredan izvor masivnom energijom nabijenih kozmičkih čestica

Astronomi već dugo pretražuju svemir za mjestima iz kojih pristižu neki od energetski najnabijenijih protona u našoj galaksiji. Nova studija koja je iskoristila 12 godina podataka sakupljenih pomoću NASA-inog gama teleskopa Fermi potvrdila je da je jedno takvo mjesto - ostatak supernove.

Fermi je pokazao da su udarni valovi eksplodirane zvijezde ubrzali čestice do brzine slične brzini svjetla. Ove čestice, također poznate kao kozmičke zrake, nejčešće doalze u obliku protona, no mogu sadržati atomske jezgre i elektrone. Pošto svaka od njih nosi električni naboj, njihove se putanje mijenjaju prolaskom kroz galaktičko magnetsko polje. S obzirom da više ne možemo razaznati iz kojeg su smjera stigle, teško nam je bilo otkriti njihovo mjesto podrijetla. U trenu kad se sudare sa međuzvjezdanim plinom blizu ostataka supernove, one ispuštaju vrlo prepoznatljiv sjaj u gama spektru - svjetlu najviše poznate energije.

Izvor: Društvene mreže / Autor: NASA

'Teoretičari smatraju da su kozmičke zrake najviše energije u Mliječnom putu mogu doeći milijum milijardi elektron volti, odnosno PeV energije' rekao je Ke Fang, asistent na katedri fizike na sveučilištu Wiscounsin. 'Točna priroda njihovih izvora koje zovemo pevatroni je, doduše, vrlo teška za razaznati'.

S obzirom da su ukvaćene u kaotična magnetska polja, ove čestice više puta prolaze kroz udarni val supernove te svakim prolaskom dobijaju na brzini. U jednom ih trenu ostatak zvijezde više ne može zadržati svojim magnetskim poljem, nakon čega izlete u međuzvjezdani prostor.

Ubrzani energijom koja je deset puta veća od one koju može proizvesti Veliki hadronski sudarivač, PeV protoni imaju potencijal napustiti zagrljaj naše galaksije. Astronomi su nedavnim istraživanjem pretpostavili postojanje nekolicine pevatrona, uključujući one u centru galaksije. Na vrhu liste kandidata nalaze se supernove, no od 300 poznatih ostataka, samo nekoliko emitiraju gam azrake s dovoljno visokom razinom energije.

Jedan ostatak supernove bio je prilično zanimlji - G106.3+2.7 je oblak u obliku kometa smješten na 2.600 svjetlosnih godina od zviježđa Cefej. Blistavi pulsar zahvaća sjeverni dio ostatka supernove, a stručnjaci su uvjereni da su oba objekta zapravo nastala iz iste eksplozije.

Fermijev teleskop širokog polja uspio je prepoznati gama zrake od milijardu elektron volti (GeV) smještenih u produljenom repu ostatka zvijezde. Vidljivo je svjetlo, usporedbe radi, između 2 i 3 elektron volta). VERITAS sustav (Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System) promatračnice Fred Lawrence Whipple u južnoj Arizoni na istom je području snimio je još jače gama zrake. Meksički High-Altitude Water Cherenkov Gamma-Ray Observatory i kineski AS-Gamma Experiment u Tibetu otkrili su fotone energije veće od sto bilijuna elektron volti (TeV) na području kojeg su istraživali Fermi i VERITAS.

'Ovaj je objekt jako zanimljiv znanstvenoj zajednici, no da biso ga prozvali pevatronom, moramo potvrditi da on ubrzava protone'. objašjnava koautorica studije Henrike Fleischhack s Katoličkog sveučilišta Amerike u Washingtonu i NASA-inog Centra za svemirske letove Goddard u Marylandu. 'Poanta je da elektroni koji se ubrzaju na par stotina TeV mogu proizvoditi istu emisiju. Uz pomoć 12 godina podataka koje je sakupio Fermi, uvjereni smo da možemo argumentirati kako je G106.3+2.7 uistinu pevatron.'

  • +5
  • +2

Fascinantan pogled prema svemiru - ovo su neke od najljepših NASA-inih astrofotografija

Izvor: Licencirane fotografije / Autor: NASA, ESA, and STScI

Znanstveni rad koji detaljno opisuje sva ova otkrića objavljen je u časopisu Physical Review Letters.

Pulsar J2229+6114 poput svjetionika emitira vlastite gama zrake, a njegov sjaj dominira regijom u energijama od nekolko GeV. Većina emisije dešava se tijekom prvog dijela pulsarove rotacije. Tim je isključio pulsar analizirajući samo gama zrake koje dolaze iz drugog dijela ciklusa. Emisije iz 'repa' ne dosežu znamenitu energiju ispod 10 GeV.

Iznad ove energije smetnje koje uzrokuje pulsar su zanemarive, dok dodatan izvod postaje puno jasniji. Detaljna analiza favorizira PeV protone kao čestice koje dominiraju ovu emisiju gama zračenja.

'Prema dosadašnjim promatranjima, G106.3+2.7 je jedinstven, no mogao bi postati najblistavijim predstavnikom nove populacije ostataka supernova koje emitiraju gama zrake koje dosežu TeV energije' kaže Fang. 'U budućnosti ćemo uz pomoć Fermija otkriti mnoge druge.'

Pratite nas na društvenim mrežama:

Pregled tjedna bez spama i reklama

Prijavi se na naš newsletter i u svoj inbox primaj tjedni pregled najvažnijih vijesti!