Астрономите долго време се прашуваа од каде потекнуваат високоенергетските космички зраци во нашата галаксија? Нови набљудувања со помош на опсерваторијата Експеримент Черенков со вода на голема височина (HAWC) откри речиси невозможен кандидат: инаку, џиновскиот молекуларен облак е вообичаен феномен.
Космичките зраци воопшто не се зраци, туку ситни честички кои патуваат низ универзумот со речиси брзина на светлината. Тие можат да се состојат од електрони, протони или дури и јони на потешки елементи. Тие се создаваат во сите видови високоенергетски процеси низ космосот, од експлозии на супернова до спојувања на ѕвезди, па дури и кога црна дупка вшмукува гас. Космичките зраци доаѓаат во широк спектар на енергии, и општо земено, космичките зраци со повисока енергија се поретки од нивните роднини со пониска енергија. Овој сооднос се менува многу малку при одредена енергија - 10^15 електрон волти - што се нарекува "колено". Електрон волтот, или eV, е едноставно начинот на кој физичарите на честички сакаат да ги мерат нивоата на енергија. За споредба, најмоќниот судирач на честички на Земјата, Големиот хадронски судирач, може да достигне 13×10^12 eV, што често се означува како 13 тераелектрон волти или 13 TeV.
Космичките зраци со енергија над 10-15 eV се многу поретки отколку што може да се очекува. Ова ги наведе астрономите да веруваат дека сите космички зраци на ова енергетско ниво и погоре доаѓаат надвор од галаксијата, додека процесите во Млечниот Пат се способни да произведат космички зраци до и вклучувајќи 10-15 eV. Што и да ги создава овие космички зраци ќе биде во опсегот „пета“ и затоа повеќе од 1000 пати помоќно од нашите најдобри акцелератори на честички - природните „певатрони“ кои талкаат низ галаксијата.
Мисијата е едноставна: пронајдете го изворот на космичките зраци во размер PEV во Млечниот Пат. Но, и покрај нивната енергија, тешко е да се одреди нивното потекло. Тоа е затоа што космичките зраци се составени од наелектризирани честички, а наелектризираните честички кои патуваат во меѓуѕвездениот простор реагираат на магнетното поле на нашата галаксија. Значи, кога ќе видите високоенергетски космички зрак кој доаѓа од одредена насока на небото, навистина немате поим од каде тој всушност дошол - неговиот пат е извртен и искривен на неговото патување до Земјата. Но, наместо директно да бараме космички зраци, можеме да ги бараме нивните роднини.
Кога космичките зраци случајно ќе удрат во облак од меѓуѕвезден гас, тие можат да испуштаат гама зраци, високоенергетска форма на зрачење. Овие гама зраци минуваат низ галаксијата во права линија, овозможувајќи ни директно да го одредиме нивното потекло. Затоа, ако видиме силен извор на гама-зраци, можеме да бараме блиски извори на космички зраци PEV.
Исто така интересно:
- Неутронските ѕвезди оставаат наследство од злато и платина
- Што помага да се изладат жешките неутронски ѕвезди?
Овој метод беше користен од група истражувачи со помош на HAWC, кој се наоѓа на вулканот Сиера Негра во јужно-централно Мексико. HAWC „гледа“ во небото покрај резервоарите полни со ултра чиста вода. Кога честичките со висока енергија или радијацијата ги погодуваат резервоарите, тие испуштаат блесок на сина светлина, дозволувајќи им на астрономите да го следат изворот на небото.
Детално во трудот неодамна објавен во списанието arXiv, астрономите идентификуваа извор на гама зраци кои надминуваат 200 TeV што можат да се произведат само од уште помоќни космички зраци - вид на космички зраци што достигнуваат скала PEV. Изворот, наречен HAWC J1825-134, се наоѓа приближно кон центарот на Галаксијата. HAWC J1825-134 ни се појавува како светла лепенка со гама-зраци осветлена од некој непознат извор на космички зраци - можеби најмоќниот познат извор на космички зрак на Млечниот Пат.
Неколку обични осомничени за високоенергетски извори на космички зраци се наоѓаат на неколку илјади светлосни години од HAWC J1825-134, но ниту еден од нив не може лесно да го објасни сигналот. На пример, самиот галактички центар е познат генератор на интензивни космички зраци, но тој е премногу далеку од HAWC J1825-134 за да биде релевантен за овие мерења. Има некои остатоци од супернова, а суперновите се несомнено многу моќни. Но, сите супернови во регионот на HAWC J1825-134 експлодираа многу одамна - предолго за да ги произведат овие високоенергетски космички зраци сега.
Пулсарите - густите, брзо ротирачки остатоци од јадрата на масивните ѕвезди - исто така произведуваат обилни количини на космички зраци. Но, тие, исто така, се премногу далеку од изворот на гама зрачењето - енергијата на електроните и протоните кои доаѓаат од пулсарот - тие едноставно не се доволно високи за да патуваат илјадници светлосни години до местото каде што се емитува гама зрачењето.
Изненадувачки, изворот на овие рекордни космички зраци се покажа дека не е никој друг туку џиновски молекуларен облак. Овие облаци се огромни, несмасни суштества исполнети со прашина и гас кои талкаат низ галаксијата. Понекогаш тие се собираат и стануваат ѕвезди, но во спротивно можат да останат мирни и лабави милијарди години.
Внатре во комплексот облаци има кластер од новородени ѕвезди, но се смета дека дури и најпрекрасните и најгласните млади ѕвезди не се доволно моќни за да лансираат такви космички зраци. Самите истражувачи признаваат дека не знаат како овој облак го прави тоа, но некако, кога никој не обрнуваше внимание, генерира некои од најмоќните честички во целата галаксија.
Прочитајте исто така:
- Чуден неутрален електрон е откриен во нова состојба на материјата
- Пет начини на кои вештачката интелигенција може да ни помогне во истражувањето на вселената