Астрономите смятат, че най -накрая знаят източника на космическите лъчи на Млечния път

Преди близо век учените започнаха да осъзнават, че част от радиацията, която откриваме в земната атмосфера, не е от местен произход.

Това в крайна сметка доведе до откриването на космически лъчи, протони с висока енергия и атомни ядра, които бяха лишени от електроните си и ускорени до релативистични скорости (близки до скоростта на светлината).

Въпреки това, все още има много загадки около това странно (и смъртоносно) явление.

Това включва въпроси относно техния произход И как основният компонент на космическите лъчи (протоните) се ускорява с такава висока скорост.

Благодарение на ново изследване на Университета Нагоя, учените за първи път са определили количеството космически лъчи, произведени в остатък от свръхнова.

Това изследване е помогнало за разрешаването на 100-годишна мистерия и е важна стъпка към точното определяне на източника на космически лъчи.

Докато учените смятат, че космическите лъчи произхождат от няколко източника – нашето слънце, свръхнови, изблици на гама -лъчи (GRB) и Активни галактически ядра (известен още като квазари) – Точният им произход е загадка, откакто са открити за първи път през 1912 г.

По същия начин астрономите предположиха, че остатъците от свръхнови (последствия от експлозии на свръхнови) са отговорни за ускоряването им почти до скоростта на светлината.

Докато пътуват през нашата галактика, космическите лъчи играят роля в химическата еволюция на междузвездната среда (ISM). По този начин разбирането на техния произход е от решаващо значение за разбирането на развитието на галактиките.

През последните години подобрените наблюдения накараха някои учени да спекулират, че остатъците от свръхнова създават космически лъчи, тъй като протоните, които ускоряват, взаимодействат с протоните в ISM, за да образуват високоенергийни гама лъчи (VHE).

Въпреки това, гама лъчите се произвеждат и от електрони, взаимодействащи с фотони в ISM, които могат да бъдат под формата на инфрачервени фотони или излъчване от космически микровълнов фон (CMB). Следователно определянето на най -големия източник е от решаващо значение за определяне на произхода на космическите лъчи.

Надявайки се да хвърли светлина върху това, изследователският екип – който включваше членове от университета Нагоя, Национална астрономическа обсерватория на Япония (NAOJ), Университет в Аделаида, Австралия – Забележете остатъка от свръхнова RX J1713.7? 3946 (RX J1713).

Ключът към техните изследвания беше новият подход, който те разработиха, за да определят източника на гама лъчи в междузвездното пространство.

Предишни наблюдения показват, че интензитетът на VHE гама лъчи от протони, сблъскващи се с други протони в ISM, е пропорционален на плътността на междузвездния газ, която може да бъде разграничена с помощта на радиолинейно изобразяване.

От друга страна, гама лъчите, генерирани от взаимодействието на електрони с фотони в ISM, също се очаква да бъдат пропорционални на нетермичната интензивност на рентгеновите лъчи на електроните.

За своето проучване екипът разчита на данни, получени от Високоенергийната стереоскопична система (HESS), обсерваторията за гама-лъчи VHE, разположена в Намибия (и управлявана от Института за ядрена физика Макс Планк).

След това те комбинираха това с рентгенови данни, получени от рентгеновата обсерватория на XMM-Newton на Европейската космическа агенция, и данни за разпределението на газа в междузвездната среда.

След това те обединиха и трите набора от данни и определиха, че протоните представляват 67 ± 8 % от космическите лъчи, докато електроните на космическите лъчи представляват 33 ± 8 % – приблизително 70/30 разделяне.

Тези резултати са новаторски, защото за първи път се определя потенциалният произход на космическите лъчи. Те представляват и най -категоричното доказателство досега, че остатъците от свръхнови са източник на космически лъчи.

Тези резултати също показват, че гама лъчите, излъчвани от протони, са по-чести в богатите на газ междузвездни области, докато тези, излъчвани от електрони, са засилени в бедните с газ райони.

Това подкрепя това, което много изследователи са предвидили, а именно, че двата механизма работят заедно, за да повлияят върху развитието на ISM.

Тя каза Почетният професор Ясуо Фукуи, който беше водещият автор на изследването: „Този ​​нов метод не би бил възможен без международно сътрудничество. [It] Той ще бъде приложен към повече остатъци от свръхнови, използвайки гама-лъчевия телескоп от следващо поколение (CTA) (Черенковски телескоп) в допълнение към съществуващите обсерватории, което ще послужи като голям напредък в изследването на произхода на космическите лъчи. „

В допълнение към ръководството на този проект, Fukui работи за определяне на разпределението на междузвезден газ от 2003 г. насам Нантан радиотелескоп в Обсерватория Лас Кампанас в Чили и австралийски компактен телескоп.

Благодарение на професор Гавин Роел и д-р Сабрина Енеке от Университета в Аделаида (съавтори на изследването) и екипа на HESS, пространствената разделителна способност и чувствителността на обсерваториите за гама-лъчи най-накрая достигнаха точката, в която могат да се направят сравнения между двете.

Междувременно съавторът д-р Хидетоши Сано от NAOJ ръководи анализа на наборите от архивни данни от обсерваторията XMM-Newton. В тази връзка това изследване също показва как международното сътрудничество и споделянето на данни позволяват всички видове авангардни изследвания.

В комбинация с усъвършенствани инструменти, подобрени методи и по -големи възможности за сътрудничество водят до епоха, когато астрологичните пробиви се превръщат в норма!

Тази статия първоначално е публикувана от вселена днес. Прочетете оригинална статия.