Ny detektor finder gammastråler fra overraskende kosmiske kilder

Astrofysiker Cao Zhen åbner en stålluge på et forblæst tibetansk plateau og klatrer ned ad en stige ind i blækfarvet mørke. Hans lommelygte udvælger en båd, der flyder på en pool af renset vand over tusindvis af glitrende kugler på størrelse med strandbolde.

Han er inde i et observatorium på 175 millioner dollars, der ikke er teknisk fuldstændigt, men allerede har opdaget noget fristende:udbrud af gammastråler fra det ydre rum, der en dag kan hjælpe med at forklare, hvordan stof skabes og distribueres over universet.

Det store brusebadobservatorium i stor højde, den største enhed af sin art, har opdaget et dusin kilder til ultrahøjenergi gammastråler, ifølge en undersøgelse i tidsskriftet Nature, ud fra hvad Cao kalder "mange hotspots, " i vores Mælkevejsgalakse.

Gammastråler med så høj energi er aldrig blevet opdaget før, og resultaterne tyder på, at disse stråler ikke kun kan komme fra døende stjerner, men genereres også inde i massive unge stjerner.

"Disse resultater er virkelig fantastiske - nogle af de mest spændende, jeg nogensinde har set, " sagde Alan Watson, en astrofysiker, der arbejder med Pierre Auger -observatoriet i Argentina.

Caos team spores 530 højenergi gammastråler til 12 kilder, herunder en massiv klynge af unge stjerner kaldet Cygnus Cocoon og den interstellare sky kaldet Krabbetågen.

Gammastråler er en type ekstrem stråling, der genereres af de varmeste og lyseste eksplosioner i universet, som når en stor stjerne imploderer. Disse implosioner skaber også det stof, der udgør planeter - og alt, hvad der lever på dem, inklusive os. Af alle de elektromagnetiske bølger i universet, gammastråler har de mindste bølgelængder og mest energi. De kan frigive mere energi på 10 sekunder end vores sol på 10 milliarder år.

Poolen af ​​renset vand ved LHAASO, som Cao padlede henover, måler det subatomære granatsplinter - "luftbrusen" i observatoriets navn - skabt, når gammastråler og højenergipartikler kaldet kosmiske stråler styrter ind i Jordens atmosfære.

Splinten omfatter mystiske partikler kaldet myoner, der kan ses som svage blå blink kendt som Cherenkov-stråling i observatoriets mørke vand. Opstillingen på 3, 120 glober i størrelse med beachball indeholder bittesmå sensorer, der måler strålingen.

"Vi kan spore disse gammastråler tilbage til deres kilde på himlen, " sagde Cao, klædt i blå krat for at holde vandet rent. "Vi kan finde noget nyt."

LHAASO er en af ​​snesevis af enheder på Jorden og i kredsløb – suspenderet i istunneler i Antarktis eller inde i satellitter på størrelse med brødrister – der forsøger at forstå, hvordan stof såsom kulstof, ilt og jern blev til.

Beliggende nær 4, 400 meter høj (14, 500 fod høje) Haizi-bjerget, det rummer separate instrumenter, der kan studere forskellige fænomener, herunder kosmiske stråler, subatomære partikler med høj energi, som forskere mener kommer fra de samme kilder som gammastråler. Kosmiske stråler er som gnister fra en massiv stjernedigel - hver indeholder pletter af materiale fra smedningsprocessen. Gammastråler er mere som lys fra en glødende ildsted. Ved at studere begge dele, observatoriet kan lære mere om, hvad der genererede dem.

Det kinesiske observatorium tilbyder "hidtil uset følsomhed, "sagde Avi Loeb, en astrofysiker ved Harvard University, der kan, for eksempel, hjælpe fysikere med at fortælle, om hvis nogle stråler kommer inde fra vores galakse eller længere væk.

Den er ikke færdig endnu imidlertid. Cao sagde, at instrumenterne vil være på plads i slutningen af ​​juni, inklusive 5, 195 elektromagnetiske detektorer, 1, 188 muon detektorer, og 18 Cherenkov-teleskoper hver på størrelse med en skibscontainer, der vil studere luftbyger på himlen.

"Resultatet retfærdiggør virkelig den massive indsats, "Watson sagde om de nye fund." Dette er kun toppen af ​​isbjerget. "

© 2021 Associated Press. Alle rettigheder forbeholdes. Dette materiale må ikke offentliggøres, udsende, omskrevet eller omfordelt uden tilladelse.