Vysoko na tibetskej náhornej plošine vedci merali len najenergickejšie svetlo, aké kedy bolo vidieť. Tieto fotóny boli gama lúčmi s energiami presahujúcimi 100 biliónov elektrónovvoltov - jeden mal dokonca takmer 500 biliónov elektróntov elektriny. Predtým boli pozorované iba fotóny s desiatkami biliónov elektrónvoltov.
Vedci zistili, že fotóny pochádzajú z Krabej hmloviny, pulzaru alebo silnej rotujúcej zvyšky supernovy vzdialenej 6 523 svetelných rokov.
Nové výsledky boli objavené s časťou tibetského vzduchového sprchového poľa, experimentom, ktorý využíva detektory s výškou 36 900 štvorcových metrov na vyhľadávanie vysokoenergetických častíc, ako sú kozmické lúče a gama lúče. Keď také častice zasiahnu hornú atmosféru, vytvoria sprchy sekundárnych subatomárnych častíc, ktoré sústava detekuje. Rarifikovaný vzduch nad sústavou, ktorá stojí 14 300 metrov (4 300 metrov) nad hladinou mora, umožňuje, aby sa viac sekundárnych častíc dostalo na zem.
Štúdiom spŕch sekundárnych častíc nazývaných mióny vedci dokázali pracovať dozadu, aby zistili energiu a pôvod prichádzajúcich gama lúčov, ktoré sprchy spôsobili. V novej správe prijatej 13. júna časopisu Physical Review Letters astronómovia študujúci tieto sprchy Krabej hmloviny hlásili 24 udalostí spôsobených fotónmi s energiami vyššími ako 100 biliónov elektrónov. Na porovnanie, častice viditeľného svetla z nášho slnka majú len energiu niekoľkých elektrónvoltov.
„Je to veľmi, veľmi dôležitý výsledok,“ povedal Felix Aharonian, profesor dublinského inštitútu pre pokročilé štúdie, ktorý sa tejto novej práce nezúčastnil. „Do veľkej miery súhlasí s očakávaním a mohlo by to mať veľa dôsledkov, pretože v súčasnosti sú to experimentálne výsledky, nielen teoretické špekulácie.“
Výsledky konkrétne pomáhajú vedcom pochopiť, ako sa vytvárajú takéto vysokoenergetické fotóny, a či existuje limit, koľko energie môžu mať. Vedci špekulovali, že v tomto prípade boli gama lúče urýchlené procesom známym ako rozptyl inverzného Comptona. Počas tohto procesu sa vysokoenergetické elektróny odrazia od fotónov s nižšou energiou, čo dáva fotónom obrovskú energiu. Tieto elektróny v Krabej hmlovine mohli rozptýliť nízkoenergetické fotóny z kozmického žiarenia v pozadí - niektoré z prvého svetla vesmíru.
„Vedeli sme, že Krabia hmlovina je jedinečným zdrojom vo vesmíre,“ povedal Aharonian pre Live Science. „Teraz vidíme, že áno, elektróny v Krabej hmlovine sú urýchlené až na 1 000 biliónov elektrónov.“
Rázové vlny v magnetickom prostredí v hmlovine sú pravdepodobne zodpovedné za urýchlenie elektrónov na také extrémne energie. Ak by sa to potvrdilo, pridalo by sa Krabia hmlovina iba k niekoľkým ďalším navrhnutým pulzárom v strede galaxie, ktoré sú schopné urýchliť elektróny do tejto miery.
