Bir medya bülteninde NASA'nın Fermi Gama-ışını Uzay Teleskobu tarafından yapılan son çalışmalar, süpernovaların kozmik ışınların öncüsü olabileceği haberiyle parçacık astrofizik dünyasını aydınlatıyor. Gerisi elektron ve atom çekirdeğidir. Manyetik bir alanla karşılaştıklarında, yolları bir eğlence parkındaki bir tampon araba gibi değişir - ancak kökenlerini bilmemek için eğlenceli bir şey yoktur. Şimdi, Kavli'nin Enerji Bakanlığı (DOE) SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı'nda bulunan Kavli Parçacık Astrofizik ve Kozmoloji Enstitüsü'ndeki bilim adamları tarafından dört yıllık sıkı bir çalışma yapıldı. Kozmik ışınların nasıl doğduğuna dair kanıtlar var.
“Bu protonların enerjileri, Dünya'daki en güçlü parçacık çarpıştırıcılarının üretebileceğinin çok ötesinde,” dedi analize sahip Kavli Enstitüsü ve Stanford Üniversitesi'nden astrofizikçi Stefan Funk. “Geçen yüzyılda buraya geldiklerinde kozmik ışınlar hakkında çok şey öğrendik. Hızlanmalarının kaynağı hakkında güçlü şüphelerimiz bile vardı, ancak yakın zamana kadar onları destekleyecek kesin kanıtlarımız olmadı. ”
Şimdiye kadar, bilim adamları, yıldızlararası gazdan kaynaklanan emisyonlardan hangi atomik parçacıkların sorumlu olabileceği gibi bazı ayrıntılara açık değildi. Araştırmalarına yardımcı olmak için, IC 443 ve W44 olarak bilinen süpernova kalıntıları yayan bir çift gama ışını çok yakından incelediler. Neden tutarsızlık? Bu durumda gama ışınları, kozmik ışın protonları ve elektronları ile benzer enerjileri paylaşır. Onları ayırmak için araştırmacılar, normal protonları etkileyen kozmik ışın protonlarının ürünü olan nötr pionu ortaya çıkardılar. Bu olduğunda, pion hızlı bir şekilde bir dizi gama ışını haline gelir ve proton şeklinde kanıt sağlayan bir imza düşüşü bırakır. Fermi Hızlandırma olarak bilinen bir süreçte oluşturulan protonlar, süpernova'nın hızla hareket eden şok cephesinde esir kalır ve manyetik alanlardan etkilenmez. Bu özellik sayesinde, gökbilimciler onları doğrudan kaynaklarına kadar izleyebildiler.
Kaliforniya'daki Stanford Üniversitesi'nde Kavli Parçacık Astrofizik ve Kozmoloji Enstitüsü'nün astrofizikçisi baş araştırmacı Stefan Funk, “Keşif, bu iki süpernova kalıntısının hızlandırılmış proton ürettiği sigara tabancasıdır” dedi. “Şimdi bu başarıyı nasıl yönettiklerini daha iyi anlamak ve sürecin gama ışını emisyonu gördüğümüz tüm kalıntılar için ortak olup olmadığını belirlemek için çalışabiliriz.”
Küçük sürat motorları mı? Betcha. Parçacık şok cephesinden her geçtiğinde, yaklaşık% 1 daha fazla hız kazanır - sonunda kozmik ışın olarak serbest kalmaya yetecek kadar. Funk, “Astronotlar kozmik ışınlarla ilişkili ışık flaşları gördüğünü belgelediler” dedi. “Cesaretlerine hayran olmamın nedenlerinden biri - dışarıdaki ortam gerçekten çok zor.” Funk, bu araştırmanın bir sonraki adımı, ivme mekanizmasının ayrıntılarını ve süpernova kalıntılarının protonları hızlandırabileceği maksimum enerjileri anlamaktır.
Ancak, çalışmalar burada bitmiyor. Sırp gökbilimci Sladjana Nikolic (Max Planck Astronomi Enstitüsü) tarafından yapılan dikkatli gözlem analizi sırasında parçacık hızlandırıcıları gibi davranan süpernova kalıntılarının daha yeni kanıtları ortaya çıktı. Işığın bileşimine bir göz attılar. Nikoliç şöyle açıklıyor: “Şok bölgesinde ve çevresindeki mikrofiziklere ilk kez ayrıntılı olarak bakabildik. Kozmik ışın üretiminin bir önkoşulu olduğu düşünülen şokun hemen önünde bir öncü bölge için kanıt bulduk. Ayrıca öncü bölge, enerjiyi şokun hemen arkasından bölgeden uzaklaştıran protonlar varsa, beklendiği gibi ısıtılıyor. ”
Nikolic ve meslektaşları, süpernova SN 1006'nın şok cephesinin kısa bir bölümünü gözlemlemek ve belgelemek için Şili'deki Avrupa Güney Gözlemevi'nin Çok Büyük Teleskopunda spektrograf VIMOS'u kullandılar. Bu yeni teknik, ilk kez entegre bir alan spektroskopisi olarak bilinir - ilk kez yapılan bir süreç bu da gökbilimcilerin süpernova kalıntısından gelen ışığın kompozisyonunu iyice incelemesine izin verir. Nikoliç'in doktora çalışmasının gözetmenlerinden biri olan Bern Üniversitesi'nden Kevin Heng şunları söylüyor: “Entegre alan spektroskopisini oldukça alışılmadık bir şekilde kullanmayı başardığımızdan özellikle gurur duyuyoruz, çünkü genellikle yüksek kırmızıya kayma gökadaları. Böylece önceki çalışmaların çok ötesinde bir hassasiyet seviyesine ulaştık. ”
Süpernova kalıntılarına - özellikle kozmik ışınlarla ilgili - yakından bakmak gerçekten ilginç bir zamandır. Nikoliç'in açıkladığı gibi: “Bu bir pilot projeydi. Süpernova kalıntısından gözlemlediğimiz emisyonlar, bu tip bir enstrümanın olağan hedef nesnelerine kıyasla çok, çok zayıftır. Neyin mümkün olduğunu bildiğimize göre, takip projeleri hakkında düşünmek gerçekten heyecan verici. ” Max Planck Astronomi Enstitüsü'nden Glenn van de Ven, Nikoliç'in diğer yardımcı süpervizörü ve integral alan spektroskopisi uzmanı şunları ekliyor: “Bu tür yeni gözlemsel yaklaşım, kozmik ışınların nasıl üretildiği bulmacasını çözmenin anahtarı olabilir süpernova kalıntıları. ”
Fermi analizine katılan Kavli Enstitü Müdürü Roger Blandford, “Süpernova kalıntılarını kozmik ışınları hızlandıran böyle açık bir gösteri, keşiflerinin 100. yıldönümünü kutlarken geldi. Keşif yeteneklerimizin ne kadar hızlı ilerlediğini eve getiriyor. ”
Orijinal Hikaye Kaynakları ve Daha Fazla Okuma: Kozmik parçacık hızlandırıcısı için yeni bir yaklaşım olan NASA’nın Fermi, Süpernova Kalıntılarını Kozmik Işınlar Üretiyor ve İspat: Kozmik Işınlar Patlayan Yıldızlardan Geliyor.
