Fotony o najwyższej energii, jakie kiedykolwiek zaobserwowano, pochodzą z Mgławicy Kraba
Fizycy zauważyli światło o najwyższej energii, jakie kiedykolwiek widziano. Pochodzi z obszaru pozostałego po eksplodującej gwięździe.
To światło dotarło na Ziemię z Mgławicy Kraba, pozostałości wybuchu gwiazdy, czyli supernowej, oddalonej o około 6500 lat świetlnych od Drogi Mlecznej. Tybet AS-gamma to eksperyment łowienia cząstek światła (fotonów) z mgławicy o energii powyżej 100 bilionów elektronowoltów. Światło widzialne, dla porównania, ma tylko kilka elektronowoltów energii.
Chociaż naukowcy szukali fotonów w tych energiach wcześniej to nie udało im się ich wykryć mówi astrofizyk Petra Huentemeyer z Michigan Technological University w Houghton, który nie był zaangażowany w badania. Dla fizyków, którzy badają to wysokoenergetyczne światło, znane jako promienie gamma, "to ekscytujący czas".
W kosmosie pozostałości supernowych oraz inne akceleratory kosmiczne mogą zwiększać energię cząstek subatomowych, takicxh jak elektrony, fotony i protony. Na przykład protony w Wielkim Zderzaczu Hadronów w Genewie osiągają tylko 6,5 biliona elektronowoltów. W jakiś sposób akceleratory kosmiczne znacznie przewyższają najbardziej zaawansowane maszyny ludzkości.
Naukowcy polujący na fotony o wysokiej energii padające na Ziemię z kosmosu znaleźli najbardziej energetyczne światło, jakie zostało jeszcze wykryte. Pochodzi z Mgławicy Kraba, pozostałości eksplodującej gwiazdy (pokazanej na zdjęciu łączącym światło widziane przez wiele teleskopów).
NASA, ESA, NRAO, AUI, NSF I G. DUBNER/UNIWERSYTET W BUENOS AIRES
"Pytanie brzmi: Jak natura to robi?" – mówi fizyk David Hanna z McGill University w Montrealu.
W Mgławicy Kraba początkowa eksplozja ustanowiła warunki przyspieszenia, a pola magnetyczne i fale uderzeniowe przelatywały w przestrzeni kosmicznej, dając zastrzyk energii naładowanym cząstkom, takim jak elektrony. Fotony o niskiej energii w pobliżu zostają wyrzucone do wysokiej energii, gdy zderzają się z szybkimi elektronami, a ostatecznie niektóre z tych fotonów udają się na Ziemię.
Kiedy wysokoenergetyczny foton uderza w atmosferę Ziemi, tworzy prysznic innych cząstek subatomowych, które można wykryć na ziemi. Aby uchwycić ten powstały potop, Tybet AS-gamma wykorzystuje prawie 600 detektorów cząstek rozmieszczonych na obszarze ponad 65 000 metrów kwadratowych w Tybecie. Na podstawie informacji zarejestrowanych przez detektory naukowcy mogą obliczyć energię początkowego fotonu.
Inne rodzaje cząstek kosmicznych znanych jako promienie kosmiczne tworzą prysznice cząstek, które są znacznie bardziej obfite.
Wcześniejsze eksperymenty pozwalały dostrzec fotony o energiach prawie 100 TeV lub bilionów elektronovoltów. Teraz, po około trzech latach zbierania danych, naukowcy znaleźli 24 pozornie fotonowe źródła powyżej 100 TeV, a niektóre z energią wyższą - 450 TeV.
Emily Conover / Science News
