Câte acceleratoare naturale de particule au descoperit cercetătorii în galaxia Calea Lactee

Un mister vechi de un secol este cu un pas mai aproape de elucidare după ce oamenii de știință au descoperit douăsprezece acceleratoare naturale de particule în galaxia noastră.

Descoperirea îi ajută pe astronomi să înțeleagă origina razelor cosmice, particule și nuclee atomice care zboară prin spațiu aproape cu viteza luminii și care au fost impregnate cu o cantitate uriașă de energie.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

Descoperite în 1912, razele cosmice provin din aproape orice direcție din galaxia Calea Lactee, deși oamenii de știință nu au aflat încă modul exact prin care acestea reușesc să atingă viteze atât de amețitoare.

Mulți cercetători au suspectat că razele cosmice sunt produse de stele masive în timp ce acestea mor în exploziile supernova, a precizat Siming Liu, astrofizician la Observatorul Muntelui Purpuriu din Nanjing, China. În timpul acestor evenimente, „stelele eliberează în două luni aceeași cantitate de energie ca în restul vieții lor”, a adăugat Liu.

Din ce loc al Universului provin aceste raze cosmice?

Însă, chiar și o astfel de explozie puternică este capabilă să transmită razelor cosmice mai puțin de un peta-electronvolt (PeV), sau un cvadrilion de electronvolți, a adăugat Liu. Observatoarele noastre au surprins raze cosmice cu energii care depășesc această valoare, iar, până acum, nimeni nu a reușit să-și dea seama din ce loc al Universului provin.

Descoperirea surselor de raze cosmice a fost dificilă. Fiind entități încărcate cu energie, acestea sunt deviate de câmpuri magnetice, care sunt abundente în Calea Lactee. Astfel, o rază cosmică surprinsă pe Pământ nu va dezvălui în mod direct punctul său de origine.

Totuși, pe măsură ce se îndepărtează de sursele lor, razele cosmice pot interacționa cu gazele înconjurătoare și pot genera raze gamma cu o zecime din energia razei cosmice. Aceste raze nu sunt încărcate și călătoresc în linie dreaptă, iar astfel oferă o cale de a descoperi de unde au venit.

Datele au dezvăluit douăsprezece surse pentru razele cosmice

Alături de colegii săi, Liu a folosit Observatorul Large High Altitude Air Shower (LHAASO) al Chinei, o instalație încă în curs de construire în vârful muntelui Haizi, la marginea podișului Tibet din provincia Sichuan, pentru a observa în mod indirect lumina razelor gamma. Pe măsură ce razele gamma afectează atmosfera Pământului, acestea generează o ploaie de particule care pot fi capturate de miile de detectoare ale LHAASO și care se vor răspândi, în cele din urmă, pe o suprafață de 1 km2.

Datele au dezvăluit douăsprezece surse, numite PeVatron pentru capacitatea lor de a îmbiba particulele subatomice cu o cantitate vastă de energie, în toată galaxia Calea Lactee. Aceste entități sunt de cel puțin 100 de ori mai puternice decât cel mai mare accelerator de particule de pe Pământ, adică Large Hadron Collider.

Oamenii de știință au mai descoperit și cel mai puternic foton cu raze gamma sau particule de lumină văzut vreodată, un obiect cu o energie de 1,4 PeV.

Noul studiu este un pas major

Printre surse se numără obiecte familiare, precum Nebuloasa Crabului, despre care se știe că găzduiește o stea moartă cunoscută sub numele de pulsar, un potențial accelerator al razelor cosmice. Însă, lista include și o regiune activă de formare a stelelor situată în constelația Lebăda. Cercetătorii nu știu ce ar putea produce particule atât de puternice acolo.

LHAASO este capabil să identifice sursele PeVatron la distanță de doar câteva zeci sau sute de ani-lumină, astfel că nu putem ști cu certitudine ce fel de obiecte din fiecare regiune produc accelerarea, scrie Live Science.

Chiar și așa, „acesta este un pas major”, a declarat Razmik Mirzoyan, fizician la Institutul Max Planck pentru Fizică din Germania.

Vă mai recomandăm să citiți și:

O aglomerare uriașă de materie întunecată, detectată de astrofiziceni în afara galaxiei Calea Lactee

Astronomii au descoperit care este „cel mai sigur” loc de locuit din galaxia Calea Lactee

Primele dovezi ale existenței superacceleratoarelor cosmice din galaxia Calea Lactee

O nouă analiză încearcă să explice strălucirea misterioasă din centrul galaxiei Calea Lactee