Kozmik ışınları neredeyse ışık hızına hızlandıran nedir? Gökbilimci bu soruyu yaklaşık 100 yıldır düşünüyor ve şimdi yeni kanıtlar, yirmi yıldır tutulan ve muhtemelen kozmik ışınların patlayan yıldızlar ve yıldız rüzgarları tarafından desteklendiği bir teoriyi destekliyor. Smithsonian Astrofizik Gözlemevi'nde bir astrofizikçi olan Wystan Benbow, Çok Enerjik Radyasyon Görüntüleme Teleskop Dizisi Sistemi (VERITAS) için koordine eden “Bu keşif neredeyse 20 yıldır tahmin ediliyor, ancak şimdiye kadar hiçbir alet onu görecek kadar hassas değildi” dedi. ) işbirliği.
Yaklaşık 100 yıl önce, bilim adamları kozmik ışınların ilk ışınlarını, aslında ışınlar veya ışınlar değil, neredeyse ışık hızında uzayda fışkıran atomaltı parçacıklar (çoğunlukla protonlar) tespit ettiler. En enerjik kozmik ışınlar, bir atomdan daha küçük olmalarına rağmen 98 mil'lik bir hızlı topun yumrukuyla çarptı. Gökbilimciler, parçacıkların hangi hızda böyle bir hıza hızlanabileceğini sorguladılar.
En nadir kozmik ışınlar, Dünya'daki herhangi bir parçacık hızlandırıcısının ürettiği enerjinin 100 milyar katından fazla enerji taşır. Gökbilimciler, Dünya'nın atmosferini vuran kozmik ışınları tespit etmek için ustaca yöntemler geliştirdiler. Bununla birlikte, kozmik ışınları uzaktan tespit etmek çok daha fazla çaba gerektirir.
VERITAS, Dünya'dan 12 milyon ışıkyılı uzun süredir uzun süre dayanan Ursa Major takımyıldızı yönünde yer alan Messier 82 (M82) olarak da bilinen “Puro Gökadası” nda kozmik ışınlar için yeni kanıtlar buldu büyük yıldızlardan gelen süpernova ve yıldız rüzgarlarının kozmik ışın parçacıklarının baskın hızlandırıcıları olduğu teorisi.
“Yıldız patlaması” gökadaları olarak da bilinen M82 gibi yüksek düzeyde yıldız oluşumuna sahip gökadalarda çok sayıda süpernova ve büyük yıldız vardır. Teori geçerliyse, yıldız patlaması galaksileri normal galaksilerden daha fazla kozmik ışın içermelidir. VERITAS keşfi, M82'deki kozmik ışın yoğunluğunun Galaksimiz, Samanyolu'ndaki ortalama yoğunluğun yaklaşık 500 katı olduğunu gösteren bu beklentiyi doğrulamaktadır.
California, Los Angeles'ta fizik profesörü Rene VER ve VERITAS işbirliğinin sözcüsü Rene Ong, “Bu keşif kozmik ışınların kökeni hakkında temel bilgiler sağlıyor” dedi.
Kozmik ışınları çıkarmak için gama ışınlarını kullanma
VERITAS, Puro Gökadası içinde hapsolmuş oldukları için M82’nin kozmik ışınlarını doğrudan tespit edemedi. Bunun yerine, VERITAS kozmik ışınların varlığına dair ipuçlarını aradı: gama ışınları. Gama ışınları ışığın en enerjik şeklidir, ultraviyole ışıktan ve hatta X-ışınlarından çok daha güçlüdür. Kozmik ışınlar M82 içindeki yıldızlararası gaz ve radyasyon ile etkileşime girdiğinde, daha sonra ev galaksilerinden kaçıp Toprak Bağlantı dedektörlerine ulaşabilen gama ışınları üretir.
M82'den gelen zayıf sinyali çıkarmak için iki yıllık özel veri toplama işlemi gerekiyor.
“M82'nin tespit edilmesinin önemli bilimsel sonuçları olacağını biliyorduk. Sonuç olarak, deney tamamen işler hale geldikten hemen sonra olağanüstü uzun bir pozlama planladık ”dedi. “Arka plan gürültüsünden bir milyon kat daha küçük olan gama ışını sinyalini çıkarmak için verilerin titizlikle analiz edilmesi gerekiyordu. Sinyal, verilerin çok küçük bir kısmı olmasına rağmen, olası önyargı için birçok kontrol yaptık ve sinyalin orijinal olduğundan eminiz. ”
“M82'nin tespiti, evrenin doğal parçacık hızlandırıcılarıyla dolu olduğunu ve yer tabanlı gama ışını gözlemevlerinin gelişmeye devam ettikçe, başka keşiflerin kaçınılmaz olduğunu gösteriyor.” Iowa State Üniversitesi'nde fizik profesörü olan Martin Pohl, araştırmaya liderlik etti. Yeni nesil VHE gama ışını gözlemevi olan Gelişmiş Gama ışını Görüntüleme Sistemi (AGIS) zaten geliştirilme aşamasındadır.
VERITAS, ABD, İrlanda, İngiltere ve Kanada'daki 22 farklı kurumdan 100'den fazla bilim insanının işbirliğiyle işletilmektedir. VERITAS hakkında daha fazla bilgi için buraya tıklayın.
Lead image caption: Hubble, Chandra ve Spitzer'in aktif galaksi M82'nin çok dalga boylu görüntülerinin bir bileşimi. Kredi bilgileri: NASA, ESA, CXC ve JPL-Caltech
Kaynak: Harvard Smithsonian Astrofizik Merkezi
