Užuot investavę į dalelių greitintuvus čia Žemėje, fizikai gali apsvarstyti galimybę susprogdinti kelias žvaigždes. Kai dalelės juda aplink likučius, jas pagreitina didžiuliai magnetiniai laukai, galiausiai priartėdami prie šviesos greičio. Vaizdai iš „Chandra“ rodo, kad dalelės įsibėgėja iki maksimalaus teorijų numatyto greičio.
Naudojant NASA „Chandra“ rentgeno observatoriją, buvo atskleisti nauji įkalčiai apie kosminių spindulių, paslaptingų didelės energijos dalelių, bombarduojančių Žemę, kilmę. Nepaprastai detalus sprogusios žvaigždės palaikų vaizdas suteikia esminį įspūdį apie kosminių spindulių generavimą.
Pirmą kartą astronomai nubrėžė kosminių spindulių elektronų pagreičio greitį supernovos liekanoje. Naujas žemėlapis rodo, kad elektronai įsibėgėja artimu teoriškai maksimaliam greičiui. Šis atradimas pateikia įtikinamų įrodymų, kad supernovos likučiai yra pagrindinės įkrovusių dalelių energijos šaltinio vietos.
Žemėlapis buvo sukurtas iš Cassiopeia A atvaizdo, 325 metų amžiaus liekanos, kurią sukėlė sprogstamoji didžiulės žvaigždės mirtis. Mėlyni, išmintingi lankai vaizduoja besiplečiančią išorinę smūgio bangą ten, kur vyksta pagreitis. Kitos spalvos paveikslėlyje rodo sprogimo, įkaitinto iki milijonų laipsnių, šiukšles.
„Nuo septintojo dešimtmečio mokslininkai teoretikavo, kad smūgio metu magnetinių laukų bangoje turi būti sukurti kosminiai spinduliai, tačiau čia galime pastebėti, kad tai vyksta tiesiogiai“, - sakė Michaelas Stage'as iš Masačusetso universiteto, Amherstas. „Paaiškinimas, iš kur sklinda kosminiai spinduliai, padeda mums suprasti kitus paslaptingus reiškinius didelės energijos visatoje“.
Pavyzdžiai yra pakrautų dalelių pagreitėjimas iki didelės energijos įvairiuose objektuose, pradedant smūgiais magnetosferoje aplink Žemę ir baigiant nuostabiais ekstragalaktikos purkštukais, kuriuos sukuria supermasyvios juodosios skylės ir kurie yra tūkstančių šviesmečių ilgio.
Mokslininkai anksčiau buvo sukūrę teoriją, paaiškinančią, kaip įkrautas daleles galima pagreitinti iki ypač didelės energijos - keliaujant beveik šviesos greičiu - daugybę kartų šokinėjant per šoko bangą.
„Elektronai įgauna greitį kaskart, kai atšoka per šoko priekį, tarsi būtų su relativistine florbolanku“, - sakė komandos narys Glenn Allenas iš Masačusetso technologijos instituto (MIT), Kembridžo. „Magnetiniai laukai yra tarsi bamperiai, o smūgis - kaip sklandytuvas“.
Analizuodami didžiulį duomenų rinkinį, komanda sugebėjo atskirti rentgeno spindulius, sklindančius nuo greitėjančių elektronų, nuo tų, kurie sklinda iš šildomų žvaigždžių šiukšlių. Duomenys rodo, kad kai kurie iš šių elektronų įsibėgėja greičiu, artimu maksimaliam teorijos numatytam greičiui. Kosminius spindulius sudaro elektronai, protonai ir jonai, iš kurių rentgeno spinduliuose galima aptikti tik elektronų švytėjimą. Manoma, kad protonai ir jonai, kurie sudaro didžiąją dalį kosminių spindulių, elgsis panašiai kaip elektronai.
„Įdomu pamatyti regionus, kur kosminių spindulių skleidžiamas švytėjimas iš tikrųjų užgožia 10 milijonų laipsnių dujas, kurias kaitina supernovos smūgio bangos“, - sakė Johnas Houckas, taip pat iš MIT. "Tai padeda mums suprasti ne tik tai, kaip pagreitėja kosminiai spinduliai, bet ir kaip vystosi supernovos liekanos."
Didėjant bendrajai kosminių spindulių energijai už smūgio bangos, keičiamas ir smūgio magnetinis laukas, kartu su pačios smūgio bangos pobūdžiu. Šokių sąlygų ištyrimas padeda astronomams atsekti supernovos likučio pokyčius laikui bėgant ir galiausiai geriau suprasti pirminį supernovos sprogimą.
NASA Marshallo kosminių skrydžių centras, Huntsvilis, Ala., Valdo agentūros Mokslo misijos direktorato „Chandra“ programą. Smitsono astrofizikos observatorija kontroliuoja mokslą ir skrydžio operacijas iš „Chandra“ rentgeno centro, Kembridžo, Masačusetsas.
Originalus šaltinis: „Chandra“ naujienų leidinys
