Το Star Wreck είναι μια απροσδόκητη πηγή των πιο ακραίων κοσμικών ακτίνων

Υπάρχουν κοσμικές ακτίνες που βομβαρδίζουν συνεχώς τον πλανήτη μας με ένα ευρύ φάσμα ενεργειών. Περιστασιακά, υπάρχουν κάποιοι με απίστευτη ενέργεια, που απελευθερώνονται από καταστροφικές εκρήξεις ή αλληλεπιδράσεις στο σύμπαν, όπως οι σουπερνόβα. Νέα έρευνα δείχνει ότι ακόμη και το υλικό που έχει απομείνει από μια σουπερνόβα μπορεί να απελευθερώσει αυτές τις κοσμικές ακτίνες, πολύ μετά την έκρηξη.

Δημοσιεύτηκε στο Physical Review Letters, το έργο επικεντρώθηκε στο κατάλοιπο σουπερνόβα G106.3+2.7. Μια δραματική αστρική έκρηξη άφησε πίσω του ένα πάλσαρ και ένα σύννεφο συντριμμιών που χτυπά σε διαστρικό αέριο. Αυτή η αλληλεπίδραση παράγει ακτίνες γάμμα, οι οποίες υποδηλώνουν ότι τα σωματίδια επιταχύνονται σε υψηλή ενέργεια – 1.000 φορές υψηλότερη από αυτή που μπορεί να επιτύχει ο επιταχυντής σωματιδίων στο CERN.

«Οι θεωρητικοί πιστεύουν ότι τα πρωτόνια της κοσμικής ακτίνας με την υψηλότερη ενέργεια στον Γαλαξία μας φτάνουν σε ένα εκατομμύριο δισεκατομμύρια ηλεκτρονιοβολτ ή ενέργειες PeV», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας Ke Fang, επίκουρος καθηγητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Wisconsin, Madison. "Η ακριβής φύση των πηγών τους, που ονομάζουμε PeVatrons, ήταν δύσκολο να εντοπιστεί."

Αυτό το περίεργο κοσμικό αντικείμενο, που βρίσκεται 2.600 έτη φωτός μακριά από τη Γη, είχε πολλά χαρακτηριστικά που το καθιστούσαν εύλογο PeVatron, όπως θεωρούσε προηγούμενη έρευνα. Χάρη σε δεδομένα αξίας πάνω από μια δεκαετία από το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων γάμμα Fermi της NASA, η ομάδα μπόρεσε να διακρίνει τη συμβολή στις ακτίνες γάμμα από το πάλσαρ και αυτή από τα ωστικά κύματα στο υπόλοιπο σουπερνόβα.

«Αυτό το αντικείμενο αποτελεί πηγή σημαντικού ενδιαφέροντος εδώ και καιρό, αλλά για να το στέψουμε ως PeVatron, πρέπει να αποδείξουμε ότι είναι επιταχυνόμενα πρωτόνια», εξήγησε ο συν-συγγραφέας Henrike Fleischhack στο Καθολικό Πανεπιστήμιο της Αμερικής στην Ουάσιγκτον και στο Goddard Space της NASA. Κέντρο πτήσεων στο Greenbelt, Maryland.

«Το πρόβλημα είναι ότι τα ηλεκτρόνια που επιταχύνονται σε μερικές εκατοντάδες TeV μπορούν να παράγουν την ίδια εκπομπή. Τώρα, με τη βοήθεια 12 ετών δεδομένων Fermi, πιστεύουμε ότι καταφέραμε ότι το G106.3+2.7 είναι όντως ένα PeVatron."

Η ομάδα διαπίστωσε ότι ενώ το πάλσαρ κυριαρχεί στις χαμηλότερες ενέργειες των ακτίνων γάμμα, η εκπομπή σε υψηλότερη ενέργεια προέρχεται τόσο από το πάλσαρ όσο και από το κρουστικό κύμα. Απόδειξη ότι οι ακτίνες γάμμα παράγονται από κάποιο φαινόμενο εξαιρετικά υψηλής ενέργειας όπως αυτά τα πρωτόνια.

«Μέχρι στιγμής, το G106.3+2.7 είναι μοναδικό, αλλά μπορεί να αποδειχθεί το λαμπρότερο μέλος ενός νέου πληθυσμού υπολειμμάτων σουπερνόβα που εκπέμπουν ακτίνες γάμμα που φτάνουν τις ενέργειες TeV», σημειώνει ο Fang. "Περισσότερα από αυτά μπορεί να αποκαλυφθούν μέσω μελλοντικών παρατηρήσεων από τον Fermi και από παρατηρητήρια ακτίνων γάμμα πολύ υψηλής ενέργειας."