Cząstki o wysokiej energii zwane promieniami kosmicznymi nieustannie bombardują Ziemię ze wszystkich kierunków i uważano, że pochodzą one z fal wybuchowych pozostałości po supernowych. Różnica jest bardzo mała, ale jeśli zostały przyspieszone z tego samego zdarzenia, prędkości powinny być takie same.
PAMELA, ładunek do eksploracji antymaterii i astrofizyki lekkich jąder, znajduje się na orbitującym wokół Ziemi rosyjskim satelicie Resurs-DK1. Wykorzystuje spektrometr z magnesem trwałym wraz z szeregiem specjalistycznych detektorów do pomiaru widma obfitości i energii elektronów, pozytonów, antyprotonów i jąder światła w bardzo dużym zakresie energii od 50 MeV do setek GeV.
Tak jak astronomowie wykorzystują światło do oglądania Wszechświata, tak naukowcy wykorzystują galaktyczne promienie kosmiczne, aby dowiedzieć się więcej o składzie i strukturze naszej galaktyki, a także dowiedzieć się, w jaki sposób rzeczy takie jak jądra mogą przyspieszyć do prędkości światła.
Oscar Adriani i jego koledzy używający instrumentu PAMELA twierdzą, że ich nowe odkrycia stanowią wyzwanie dla naszego obecnego zrozumienia, w jaki sposób promienie kosmiczne są przyspieszane i propagowane. „Stwierdzamy, że kształty spektralne tych dwóch gatunków są różne i nie można ich dobrze opisać pojedynczym prawem mocy” - pisze zespół w swoim artykule. „Te dane podważają obecny paradygmat przyspieszenia promieni kosmicznych w pozostałościach po supernowych, a następnie rozprzestrzeniania się dyfuzyjnego w Galaktyce”.
Zespół podsumowuje, że przyspieszenie i propagacja promieni kosmicznych mogą być kontrolowane przez nieznane i bardziej złożone procesy.
Resztki Supernowej rozszerzają chmury gazu i pól magnetycznych i mogą trwać tysiące lat. Wewnątrz tej chmury cząstki są przyspieszane przez odbijanie się w polu magnetycznym resztki, a niektóre cząstki zyskują energię, i w końcu osiągają wystarczającą prędkość, że resztka nie może już ich pomieścić, i uciekają do Galaktyki jak promienie kosmiczne.
Jednym kluczowym pytaniem, na które naukowcy mają nadzieję odpowiedzieć przy pomocy danych PAMELA, jest to, czy promienie kosmiczne są stale przyspieszane przez cały okres ich życia, czy przyspieszenie występuje tylko raz, czy też występuje jakieś opóźnienie.
Naukowcy twierdzą, że określenie przepływów w jądrze protonu i helu dostarczy informacji o wczesnym Wszechświecie, a także o pochodzeniu i ewolucji materiału w naszej galaktyce.
Adriani i jego zespół mają nadzieję odkryć więcej informacji z PAMELA, aby lepiej zrozumieć pochodzenie promieni kosmicznych. Mówią, że możliwy udział mogą pochodzić z dodatkowych źródeł galaktycznych, takich jak pulsary lub ciemna materia.
Źródło: Science
