Astrofizycy znaleźli miejsce, w którym znajduje się akcelerator cząstek Drogi Mlecznej

Ogromna liczba cząstek przybywa na Ziemię z kosmosu. Większość z nich, głównie protonowa i atomowa

jądra niosą energię kilku GeV lub nawetmniej. Wśród nich znajdują się pojedyncze cząstki o energii około 1 PeV (peta to 1015, czyli tysiąc bilionów). Astrofizycy założyli, że w Drodze Mlecznej musi znajdować się akcelerator, który przyspiesza cząstki do tak wysokich energii. Okazało się, że jest to pozostałość po supernowej G106.3 + 2.7.

Astrofizycy z Uniwersytetu Wisconsin-Madisonbadał G106.3+2.7, pozostałość po supernowej znajdującą się 2600 lat świetlnych od Ziemi. Przeanalizowali dane dotyczące promieniowania gamma uzyskane przez teleskop kosmiczny Fermi-LAT, a także promieniowanie rentgenowskie i fale radiowe zmierzone przez inne obserwatoria. Symulacje wykazały, że G106.3 + 2.7 jest źródłem przyspieszającym cząstki do ultrawysokich energii. 

Mapy znaczenia resztkowego promieniowania gamma zanaliza danych Fermi-LAT w zakresie 0,1–500 GeV na przestrzeni 12 lat (lewy górny róg) z podziałem na trzy przedziały energetyczne: 0,1–1 GeV (prawy górny róg), 1–10 GeV (lewy dolny róg) i >10 GeV
(prawy dolny). Zdjęcie: Ke Fang i in., Phys. Obrót silnika.

Uważa się, że w naszym kraju istnieją pewatronygalaktyka. Ale jak dotąd nie znaleziono dowodów na żadnego kandydata. Trudność z identyfikacją obiektów wynika z faktu, że promienie kosmiczne mogą być odchylane przez galaktyczne pole magnetyczne ze względu na ich ładunek elektryczny, a obserwowane kierunki ich nadejścia na Ziemię nie wskazują ich miejsca pochodzenia.

Na szczęście promienie kosmiczne po przyspieszeniu wich źródła mogą zderzać się z sąsiednimi obłokami molekularnymi i wytwarzać promienie gamma. Astrofizycy pośrednio mapują źródła promieniowania kosmicznego, obserwując promieniowanie gamma. Powstaje podczas oddziaływania przyspieszonych cząstek z materią międzygwiazdową w pobliżu „akceleratora”. Jednak promieniowanie o bardzo wysokiej energii, które może wskazywać na pewatron, może być również generowane przez inne procesy, takie jak Comptonowskie wsteczne rozpraszanie kosmicznego promieniowania tła przez relatywistyczne elektrony.

W swojej pracy naukowcy wykazali, żesupernowa generuje strumień cząstek o dużej mocy, podczas gdy nie znaleźli śladów rozpraszania Comptona w obszarze promieniowania. Autorzy badania mają nadzieję, że G106.3+2.7 będzie pierwszym z wielu pewatronów w Drodze Mlecznej.

Czytaj więcej:

Przepowiednia Einsteina może się sprawdzić: jak eksperyment z niewidzialnymi atomami zmieni fizykę

Na piramidzie w Chinach znaleziono portret „króla przodków”. Rządził ponad 4000 lat temu

„To jest science fiction”: naukowcy tworzą całkowicie nowy typ komputerów kwantowych