Téměř před stoletím si vědci začali uvědomovat, že část záření, které v zemské atmosféře zjišťujeme, není místního původu.
To nakonec vedlo k objevu kosmických paprsků, vysokoenergetických protonů a atomových jader, které byly zbaveny elektronů a zrychleny na relativistické rychlosti (blízké rychlosti světla).
Kolem tohoto podivného (a smrtícího) jevu je však stále mnoho záhad.
To zahrnuje otázky o jejich původ A jak se hlavní složka kosmických paprsků (protonů) zrychluje tak vysokou rychlostí.
Díky novému výzkumu Univerzity v Nagoji vědci poprvé určili množství kosmických paprsků vyprodukovaných ve zbytku supernovy.
Tento výzkum pomohl vyřešit 100 let starou záhadu a je významným krokem k přesnému určení zdroje kosmického záření.
Zatímco vědci věří, že kosmické paprsky pocházejí z několika zdrojů – naše slunce, supernovy, výbuchy gama záření (GRB) a Aktivní galaktická jádra (aka kvazary) – Jejich přesný původ je záhadou, protože byly poprvé objeveny v roce 1912.
Podobně astronomové předpokládali, že zbytky supernov (následné efekty výbuchů supernovy) jsou zodpovědné za jejich zrychlení téměř na rychlost světla.
Při cestě naší galaxií hrají kosmické paprsky roli v chemickém vývoji mezihvězdného média (ISM). Pochopení jejich původu je proto zásadní pro pochopení vývoje galaxií.
Vylepšená pozorování v posledních letech vedla některé vědce ke spekulacím, že ze zbytku supernovy vznikají kosmické paprsky, protože protony, které urychlují, interagují s protony v ISM za vzniku vysokoenergetických gama paprsků (VHE).
Gama paprsky jsou však také produkovány elektrony interagujícími s fotony v ISM, které mohou být ve formě infračervených fotonů nebo záření z kosmické mikrovlnné pozadí (CMB). Určení největšího zdroje je proto rozhodující pro určení původu kosmických paprsků.
V naději, že to osvětlí, výzkumný tým – který zahrnoval členy z Nagojské univerzity, Národní astronomická observatoř Japonska (NAOJ), University of Adelaide, Austrálie – Všimli jste si zbytku supernovy RX J1713.7? 3946 (RX J1713).
Klíčem k jejich výzkumu byl nový přístup, který vyvinuli ke stanovení zdroje gama paprsků v mezihvězdném prostoru.
Předchozí pozorování ukázaly, že intenzita VHE gama paprsků z protonů kolidujících s jinými protony v ISM je úměrná hustotě mezihvězdného plynu, kterou lze rozlišit pomocí radioline.
Na druhou stranu se také očekává, že gama paprsky generované interakcí elektronů s fotony v ISM budou úměrné netermální rentgenové intenzitě elektronů.
Při své studii se tým opřel o data získaná High Energy Stereoscopic System (HESS), observatoří gama záření VHE v Namibii (a provozovanou Institutem Maxe Plancka pro jadernou fyziku).
Poté to zkombinovali s rentgenovými daty získanými observatoří Evropské kosmické agentury X-Ray Multiple Mirror Mission (XMM-Newton) a s údaji o distribuci plynu v mezihvězdném médiu.
Poté spojili všechny tři soubory dat a zjistili, že na protony připadá 67 ± 8 procent kosmických paprsků, zatímco elektrony kosmického záření představují 33 ± 8 procent – zhruba 70/30 rozdělení.
Tyto výsledky jsou průkopnické, protože jsou to poprvé, kdy byl určen potenciální původ kosmických paprsků. Představují také dosud nej definitivnější důkaz, že zbytky supernov jsou zdrojem kosmického záření.
Tyto výsledky také ukazují, že paprsky gama emitované protony jsou běžnější v mezihvězdných oblastech bohatých na plyn, zatímco paprsky emitované elektrony jsou zesíleny v oblastech chudých na plyn.
To podporuje to, co mnozí vědci předpovídali, což je, že tyto dva mechanismy společně ovlivňují vývoj ISM.
Ona řekla Emeritní profesor Yasuo Fukui, který byl hlavním autorem studie: „Tato nová metoda by nebyla možná bez mezinárodní spolupráce. [It] Kromě stávajících observatoří bude aplikován na další zbytky supernov pomocí gama dalekohledu příští generace (CTA) (Cherenkov Telescope Array), což významně pokročí ve studiu původu kosmického záření. “
Kromě vedení tohoto projektu Fukui od roku 2003 pracuje na určení distribuce mezihvězdného plynu pomocí Nantan radioteleskop v Observatoř Las Campanas v Chile a australský kompaktní dalekohled.
Díky profesorovi Gavinu Roelovi a doktorce Sabrině Aeneke z University of Adelaide (spoluautoři studie) a týmu HESS dosáhlo prostorové rozlišení a citlivost observatoří gama záření konečně bodu, kdy je možné mezi nimi provést srovnání.
Mezitím spoluautor Dr. Hidetoshi Sano z NAOJ vedl analýzu archivních datových souborů z observatoře XMM-Newton. V tomto ohledu tato studie také ukazuje, jak mezinárodní spolupráce a sdílení dat umožňují všechny druhy špičkového výzkumu.
V kombinaci s vylepšenými nástroji, vylepšenými metodami a většími možnostmi spolupráce vedou k éře, kdy se astrologické objevy stávají normou!
Tento článek původně publikoval vesmír dnes. Číst Původní článek.
Přátelský webový obhájce. Odborník na popkulturu. Bacon ninja. Tvrdý twitterový učenec.
