Namesto da bi vlagali v pospeševalnike delcev tukaj na Zemlji, bi fiziki morda razmišljali le o tem, da bi raznesli nekaj zvezd. Ko se delci gibljejo okoli ostanka, jih pospešujejo ogromna magnetna polja, ki se sčasoma približajo hitrosti svetlobe. Slike iz Chandra kažejo, da se delci pospešujejo do največje hitrosti, ki jo predvidevajo teorije.
Z NASA-inim rentgenskim opazovalnikom Chandra so bili odkriti novi namigi o izvoru kozmičnih žarkov, skrivnostnih visokoenergijskih delcev, ki bombardirajo Zemljo. Izredno podrobna slika ostankov eksplodirane zvezde omogoča ključen vpogled v nastajanje kozmičnih žarkov.
Astronomi so v ostanku supernove prvič preslikali hitrost pospeška elektronov kozmičnih žarkov. Novi zemljevid kaže, da se elektroni pospešujejo s teoretično največjo hitrostjo. To odkritje zagotavlja prepričljive dokaze, da so ostanki supernove ključna mesta za energijo nabitih delcev.
Zemljevid je nastal iz slike 32-letnega Kasiopeja A, ostanka, ki ga je ustvarila eksplozivna smrt ogromne zvezde. Modri, modri loki na sliki spremljajo naraščajoči zunanji udarni val, kjer poteka pospešek. Druge barve na sliki prikazujejo drobir iz eksplozije, ki se je segrela na milijone stopinj.
"Znanstveniki že od šestdesetih let teoretizirajo, da morajo biti kozmični žarki v šoku ustvarjeni v magnetnih poljih, toda tukaj lahko vidimo, da se to dogaja neposredno," je dejal Michael Stage z univerze v Massachusettsu, Amherst. "Razlaga, od kod prihajajo kozmični žarki, nam pomaga razumeti druge skrivnostne pojave v visokoenergijskem vesolju."
Primeri so pospeševanje napolnjenih delcev do visokih energij v najrazličnejših predmetih, od sunkov v magnetosferi okoli Zemlje do čudovitih ekstragalaktičnih curkov, ki jih proizvajajo supermasivne črne luknje in so dolge tisoč svetlobnih let.
Znanstveniki so že pred tem razvili teorijo, s katero so razložili, kako lahko nabito delce pospešimo do izredno visokih energij - potovanja s skoraj hitrostjo svetlobe - tako, da večkrat odskokamo čez udarni val.
"Elektroni poberejo hitrost vsakič, ko odskočijo čez udarno fronto, kot da so v relativističnem fliper-stroju," je dejal član ekipe Glenn Allen z Massachusetts Institute of Technology (MIT), Cambridge. "Magnetna polja so kot odbijači, šok pa je kot plavut."
Pri svoji analizi ogromnega nabora podatkov je ekipa lahko ločila rentgenske žarke, ki prihajajo iz pospeševalnih elektronov, od tistih, ki prihajajo iz segretih zvezdnih naplavin. Podatki kažejo, da se nekateri od teh elektronov pospešujejo s hitrostjo, ki je blizu maksimuma, ki ga predvideva teorija. Kozmični žarki so sestavljeni iz elektronov, protonov in ionov, od katerih je na rentgenskih žarkih zaznaven le žarek iz elektronov. Pričakuje se, da se protoni in ioni, ki predstavljajo večji del kozmičnih žarkov, obnašajo podobno kot elektroni.
"Vznemirljivo je videti regije, kjer sijaj, ki ga proizvajajo kozmični žarki, dejansko zasenči 10 milijonov stopinj plina, ki ga segrejejo udarni valovi supernove," je dejal John Houck, prav tako iz MIT. "To nam pomaga razumeti ne samo, kako se pospešujejo kozmični žarki, ampak tudi, kako se razvijejo ostanki supernove."
Ko se skupna energija kozmičnih žarkov za udarnim valom povečuje, se magnetno polje za udarcem spreminja, skupaj z lastnostjo samega udarnega vala. Raziskovanje razmer v šokih pomaga astronomom, da s časom izsledijo spremembe ostankov supernove in na koncu bolje razumejo prvotno eksplozijo supernove.
Nasin center za vesoljske polete Marshall v Huntsvilleu, Alaha, upravlja program Chandra za Direkcijo za znanstveno misijo agencije. Smithsonian Astrophysical Observatory nadzoruje znanost in letalske operacije iz rentgenskega centra Chandra, Cambridge, Mass.
Izvirni vir: Chandra News Release
