Mulig forklaring på galaksernes kosmiske stråling

Cassiopeia A er en berømt supernova -rest, produktet af en gigantisk eksplosion af en massiv stjerne for omkring 350 år siden. Selvom det blev opdaget i radioobservationer for 50 år siden, vi ved nu, at dens udsendte stråling strækker sig fra radio gennem højenergi gammastråler. Det er også en af ​​de få rester, som fødselsdatoen og typen af ​​supernovaer er kendt for. Det var en type IIb, resultatet af en kernekollaps -supernovaeksplosion. Den præcise viden om dens natur gør Cassiopeia til et af de mest interessante og undersøgte objekter på himlen, og især studiet af dets forbindelse med kosmiske stråler, subatomære partikler, der fylder galaksen med energier, der er højere end noget, der kan opnås i laboratorier på Jorden.

Den meget højenergiske del af spektret af Cassiopeia A stammer fra kosmiske stråler (enten elektroner eller protoner) i resten. Indtil nu, dette energiområde kunne ikke måles med tilstrækkelig præcision til at fastslå dets oprindelse. Følsomme observationer over 1 Tera-elektronvolt (TeV) var påkrævet, men at opnå dem var skræmmende. Et internationalt team ledet af forskere fra Institute for Space Sciences og kollaboratører har endelig opnået sådanne observationer med teleskopet Major Atmospheric Gamma-ray Imaging Cherenkov (MAGIC). Forskerne registrerede mere end 160 timers data mellem december 2014 og oktober 2016, afslører, at Cassiopeia A er en accelerator af massive partikler, for det meste brintkerner (protoner). Imidlertid, selv når disse partikler er 100 gange mere energiske end dem i kunstige acceleratorer, deres energi er ikke høj nok til at forklare de kosmiske stråler, der fylder vores galakse.

"Cassiopeia A er det perfekte objekt til at være en PeVatron, det er, en accelerator af partikler op til PeV -energier (1 PeV =1.000 TeV). Den er ung, lyse, med en chokbølge, der udvider sig med stor hastighed og med meget store magnetfelter, der kan accelerere kosmiske stråler til mindst 100 eller 200 teraelektronvolt, "siger Emma de Oña Wilhelmi, videnskabsmand for CSIC i Institute for Space Sciences, "Men i modsætning til hvad vi forventede, i Cassiopeia A, partikelenergierne når ikke mere end et par sneser af tera-elektronvolt. Ved disse energier, strålingen falder pludselig og emissionen stopper brat. Enten kan resten ikke fremskynde partiklerne til højere energier, som udfordrer vores viden om stødacceleration, eller måske undgik de hurtigste hurtigt chokket, efterlader kun de langsomste for os at observere, "siger Daniel Guberman, ved Institut de Fisica d "Altes Energies.

"Disse supernovaer er naturlige acceleratorer af partikler. Derfor, de er det perfekte laboratorium til at studere ladede partikler og plasma under forhold, der ikke er mulige i vores laboratorier på jorden, "siger Daniel Galindo ved universitetet i Barcelona." At forstå oprindelsen af ​​de kosmiske stråler indebærer afsløring af vores egen galakses oprindelse, "slutter Razmik Mirzoyan, MAGIC -talsmand fra Max Planck Institute for Physics (MPP) i München (Tyskland).

MAGIC -teleskoperne er placeret ved Roque de los Muchachos -observatoriet, i La Palma (De Kanariske Øer). MAGI, et system med to 17 m diameter Cherenkov teleskoper, er i øjeblikket et af de tre store billeddannende atmosfæriske Cherenkov -instrumenter i verden. Det er designet til at detektere fotoner titusinder af milliarder til titalls billioner gange mere energiske end synligt lys. MAGIC bruger også en ny teknik til at reducere effekten af ​​måneskin i kameraet, giver mulighed for observationer under moderate moderlyset.