Mmm, ładna… i odrobinę groźna, przynajmniej w jej wybuchowej przeszłości. Badając szczegółowo resztki, zespół astronomów zdołał ustalić źródło promieni kosmicznych, które bombardują Ziemię.
Podczas lotów Apollo 40 lat temu astronauci zgłosili dziwne błyski światła, widoczne nawet przy zamkniętych oczach. Odtąd dowiedzieliśmy się, że przyczyną były promienie kosmiczne - niezwykle energetyczne cząstki spoza Układu Słonecznego docierające do Ziemi i nieustannie bombardujące jej atmosferę. Po dotarciu na Ziemię nadal mają wystarczająco dużo energii, aby spowodować usterki w elementach elektronicznych.
Galaktyczne promienie kosmiczne pochodzą ze źródeł w naszej macierzystej galaktyce, Drodze Mlecznej i składają się głównie z protonów poruszających się z prędkością bliską prędkości światła, „ostatecznej granicy prędkości” we Wszechświecie. Protony te zostały przyspieszone do energii przekraczających energie, które nawet Wielki Zderzacz Hadronów CERN-a będzie w stanie osiągnąć.
„Od dawna uważano, że superszybkie akceleratory wytwarzające te promienie kosmiczne w Drodze Mlecznej są rozszerzającymi się kopertami utworzonymi przez wybuchające gwiazdy, ale nasze obserwacje ujawniają dowód na to, że to działa” - mówi Eveline Helder z Uniwersytetu w Utrechcie w Holandii , pierwszy autor nowego badania w tym tygodniu Science Express.
„Można nawet powiedzieć, że potwierdziliśmy teraz kaliber pistoletu używanego do przyspieszania promieni kosmicznych do ich ogromnej energii”, dodaje współpracownik Jacco Vink, również z Astronomical Institute Utrecht.
Po raz pierwszy Helder, Vink i współpracownicy wymyślili pomiar, który rozwiązuje od dawna astronomiczny problem, czy eksplozje gwiazd wytwarzają wystarczająco przyspieszonych cząstek, aby wyjaśnić liczbę promieni kosmicznych, które uderzają w ziemską atmosferę. Badanie zespołu wskazuje, że rzeczywiście tak robią i bezpośrednio mówi nam, ile energii jest usuwane z gazu w szoku podczas eksplozji gwiezdnej i wykorzystywane do przyspieszenia cząstek.
„Kiedy gwiazda eksploduje w tak zwanej supernowej, duża część energii wybuchu jest wykorzystywana do przyspieszania niektórych cząstek do ekstremalnie wysokich energii”, mówi Helder. „Energia wykorzystywana do przyspieszania cząstek odbywa się kosztem podgrzania gazu, który jest zatem znacznie zimniejszy niż przewiduje teoria”.
Naukowcy przyjrzeli się pozostałościom gwiazdy, która wybuchła w AD 185, zarejestrowanej przez chińskich astronomów. RCW 86 znajduje się około 8200 lat świetlnych stąd w gwiazdozbiorze Circinusa (kompasu rysunkowego). Jest to prawdopodobnie najstarszy zapis wybuchu gwiazdy.
Korzystając z bardzo dużego teleskopu ESO, zespół zmierzył temperaturę gazu tuż za falą uderzeniową powstałą w wyniku wybuchu gwiazdy. Zmierzyli również prędkość fali uderzeniowej, wykorzystując zdjęcia wykonane za pomocą Obserwatorium Rentgenowskiego NASA Chandra w odstępie trzech lat. Odkryli, że porusza się AT w zakresie od 1 do 3 procent prędkości światła.
Okazało się, że temperatura gazu wynosi 30 milionów stopni Celsjusza. Jest to dość gorące w porównaniu do codziennych standardów, ale znacznie niższe niż oczekiwano, biorąc pod uwagę zmierzoną prędkość fali uderzeniowej. To powinno było podgrzać gaz do co najmniej pół miliarda stopni.
„Brakująca energia napędza promienie kosmiczne”, podsumowuje Vink.
Więcej informacji o zdjęciu prowadzącym: północ jest w kierunku prawego górnego rogu, a wschód w lewym górnym rogu. Obraz ma około 6 minut kątowych. Źródło: ESO / E. Helder i NASA / Chandra
Źródło: ESO
