Namiesto toho, aby tu investovali do urýchľovačov častíc na Zemi, by fyzici mohli zvážiť vyhodenie niekoľkých hviezd do vzduchu. Keď sa častice pohybujú okolo zvyšku, urýchľujú ich obrovské magnetické polia, ktoré sa nakoniec približujú rýchlosti svetla. Obrázky z Chandry ukazujú, že častice sa zrýchľujú na maximálnu rýchlosť predpokladanú teóriami.
Pomocou rentgenového observatória NASA Chandra boli odhalené nové náznaky o pôvode kozmických lúčov, záhadných vysokoenergetických častíc, ktoré bombardujú Zem. Mimoriadne podrobný obraz zvyškov explodovanej hviezdy poskytuje zásadný pohľad na generovanie kozmického žiarenia.
Astronómovia prvýkrát zmapovali rýchlosť zrýchlenia elektrónov kozmického žiarenia vo zvyšku supernovy. Nová mapa ukazuje, že elektróny sa zrýchľujú blízko k teoreticky maximálnej rýchlosti. Tento objav poskytuje presvedčivé dôkazy o tom, že zvyšky supernovy sú kľúčové miesta na nabitie nabitých častíc.
Mapa bola vytvorená z obrazu Cassiopeie A, 325-ročného zvyšku spôsobeného výbušnou smrťou obrovskej hviezdy. Modré, múdre oblúky na obrázku sledujú rozširujúcu sa vonkajšiu nárazovú vlnu, v ktorej dochádza k zrýchleniu. Ostatné farby na obrázku ukazujú úlomky po explózii, ktorá bola zahriata na milióny stupňov.
„Vedci od šesťdesiatych rokov teoretizovali, že kozmické lúče sa musia pri šoku vytvoriť v spleti magnetických polí, ale tu to vidíme priamo,“ povedal Michael Stage z University of Massachusetts, Amherst. „Vysvetlenie, odkiaľ pochádzajú kozmické lúče, nám pomáha pochopiť ďalšie záhadné javy vo vysokoenergetickom vesmíre.“
Príkladom je zrýchlenie nabitých častíc na vysoké energie v rôznych objektoch, od šokov v magnetosfére okolo Zeme až po úžasné extragalaktické prúdy, ktoré sú produkované superhmotnými čiernymi dierami a sú dlhé tisíce svetelných rokov.
Vedci predtým vyvinuli teóriu, ktorá vysvetlila, ako možno nabité častice zrýchliť na extrémne vysoké energie - cestujú takmer rýchlosťou svetla - mnohokrát skákať tam a späť cez nárazovú vlnu.
"Elektróny nabíjajú rýchlosť zakaždým, keď sa odrazia od prednej časti nárazu, akoby boli v relativistickom pinballovom stroji," uviedla členka tímu Glenn Allen z Massachusetts Institute of Technology (MIT), Cambridge. "Magnetické polia sú ako nárazníky a náraz je ako ploutev."
Pri analýze obrovského súboru údajov bol tím schopný oddeliť röntgenové lúče pochádzajúce od urýchľujúcich elektrónov od elektrónov pochádzajúcich z vyhrievaných hviezdnych zvyškov. Údaje naznačujú, že niektoré z týchto elektrónov sa urýchľujú rýchlosťou blízkou maximu predpokladanému teoreticky. Kozmické lúče sa skladajú z elektrónov, protónov a iónov, z ktorých je v röntgenovom žiarení detegovaná iba žiara z elektrónov. Očakáva sa, že protóny a ióny, ktoré tvoria väčšinu kozmického žiarenia, sa budú správať podobne ako elektróny.
„Je vzrušujúce vidieť regióny, v ktorých žiara produkovaná kozmickými lúčmi v skutočnosti zatieni plyn 10 miliónov stupňov vyhrievaný nárazovými vlnami supernovy,“ povedal John Houck, tiež MIT. „Pomáha nám to pochopiť nielen to, ako sa zrýchľujú kozmické lúče, ale aj to, ako sa vyvíjajú zvyšky supernovy.“
Keď sa celková energia kozmického žiarenia za rázovou vlnou zvyšuje, modifikuje sa magnetické pole za rázom spolu s charakterom samotnej rázovej vlny. Skúmanie podmienok v šokoch pomáha astronómom sledovať zmeny zvyšku supernovy v čase a nakoniec lepšie pochopiť pôvodnú explóziu supernovy.
Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala., NASA, riadi program Chandra pre Riaditeľstvo vedeckej misie agentúry. Smithsonovské astrofyzikálne observatórium riadi vedecké a letové operácie z röntgenového centra Chandra, Cambridge, Massachusetts.
Pôvodný zdroj: Chandra News Release
