Kínai tudósok a Tejút eredetét a nagy energiájú kozmikus sugarakra határozzák meg

Azt mondták, hogy a naprendszerünknél körülbelül 10 milliószor nagyobb buborékszerű szerkezet megmagyarázhatja, hogy a nagyenergiájú gamma-sugarak a Tejútrendszeren belül keletkeztek, ellentétben az eredetükre vonatkozó korábbi elméletekkel.

„Ez az első azonosított kozmikus sugarú szupergyorsító” – mondta Cao Chen, a megfelelő szerző, a Kínai Tudományos Akadémia Nagyenergiájú Fizikai Intézetének professzora a hivatalos Xinhua hírügynökségnek.

A kozmikus sugarak töltött részecskék, amelyek megközelítőleg fénysebességgel mozognak a térben. Bár több mint 100 éve fedezték fel őket, a tudósok még mindig nem tudják, hogyan keletkeznek és honnan erednek a Földet elérő sugarak.

A kínai tudósok által kifejlesztett új Tejúttérkép megkérdőjelezi a kozmikus sugárzás elméleteit

A kozmikus sugarak korábbi energiaspektrumai 1 peta elektronvolt (PeV) energiaszinten mutattak egy inflexiós pontot – ezt a grafikonokon alakja miatt „térdnek” nevezték.

Cao a Sichuan News Networknek elmondta, hogy az 1 PeV alatti energiájú kozmikus sugarak a Tejútrendszeren belülről származnak, míg az ennél magasabb energiájú sugarak galaxisunkon kívülről származnak.

2020-ban azonban Lasso a Cygnusból származó, 1 PeV-nál nagyobb energiájú kozmikus sugarak által generált nagyon nagy energiájú fotonokat észlelt. A legújabb cikk részletezi, hogyan keletkezhettek ezek a sugarak.

A kutatók azt találták, hogy a buborékszerű szerkezet a konstelláció csillagképző régiójában – a Cygnus néven.

A csapat a buborék közepén egy hatalmas, Cygnus OB2 nevű csillaghalmazt azonosított, amely sok forró fiatal csillagot tartalmaz, némelyikük felszíni hőmérséklete meghaladja a 35 000 Celsius-fokot – amely kozmikus sugárzás szupergyorsítója lehet.

A lap szerint a buborék szerkezete és energiaspektruma „ésszerűen reprodukálható, ha feltételezzük a részecskegyorsító jelenlétét a magban”.

Egy kínai obszervatórium olyan kozmikus fényt fedez fel, amely átírhatja a fizika törvényeit

A kozmikus sugárzásgyorsító 10-25 PeV energiájú kozmikus sugarakat képes a csillagközi térbe pumpálni, amelyek a csillagközi gázzal ütközve 1 PeV vagy annál nagyobb energiájú fotonokat állítanak elő.

Cao a Sichuan News Networknek elmondta, hogy a halmazban lévő csillagok sugárzási intenzitása „100-100 milliószor nagyobb, mint a Nap sugárzási intenzitása”. A sugárzási nyomás hatására a csillagok felületéről lefújt anyag nagy sebességű szeleket hoz létre, amelyek a csillagközi közegbe ütköznek – részecskegyorsítót képezve.

„A gyorsító kialakulása után a protonok által dominált mikroszkopikus részecskék rendkívül nagy energiákra gyorsulnak fel, amelyek a Földön megfigyelhető kozmikus sugarak” – mondta Cao.

A kutatók azt találták, hogy a buborékszerkezetet körülvevő gázok a csillagközi térben lévő nagy energiájú részecskék felgyorsulása által keltett gamma-sugárzás intenzitásával függenek össze.

„Egy erős feltételezés az, hogy Galaxisunkban minden kozmikus sugárforrásban van egy ilyen kozmikus sugárzás buboréka vagy glóriája” – írták a lapban.

Cao a Sichuan News Networknek elmondta, hogy a kozmikus sugarak terjedési sebessége a vártnál sokkal lassabb volt – százszor kisebb, mint korábban gondolták –, ami lehetővé tette a kutatók számára a buborék megfigyelését.

„A megfigyelési idő növekedésével Lasso várhatóan több kozmikus sugárzási szupergyorsítót fog észlelni” – mondta a Xinhua jelentésében. Cao hozzátette, reméli, hogy a további felfedezések „megoldják a kozmikus sugarak eredetének évszázados rejtélyét”.

Elena Amato, az Olasz Nemzeti Asztrofizikai Intézet asztrofizikusa szerint az eredmények „rendkívül lényeges következményekkel járnak a kozmikus sugarak galaxisban történő szállításának leírásában”.