بدلاً من الاستثمار في مسرعات الجسيمات هنا على الأرض ، قد ينظر الفيزيائيون في تفجير بضعة نجوم. عندما تتحرك الجسيمات حول البقايا ، يتم تسريعها بواسطة المجالات المغناطيسية الهائلة ، وتقترب في النهاية من سرعة الضوء. تظهر الصور من شاندرا أنه يتم تسريع الجسيمات إلى أقصى معدل تنبأ به النظريات.
تم الكشف عن أدلة جديدة حول أصول الأشعة الكونية ، وهي جسيمات غامضة عالية الطاقة تقصف الأرض ، باستخدام مرصد شاندرا للأشعة السينية التابع لناسا. توفر الصورة المفصلة بشكل غير عادي لبقايا نجم انفجر رؤية حاسمة في توليد الأشعة الكونية.
للمرة الأولى ، رسم الفلكيون رسمًا لمعدل تسارع إلكترونات الأشعة الكونية في بقايا مستعر أعظم. تُظهر الخريطة الجديدة أن الإلكترونات يتم تسريعها على مقربة من المعدل الأقصى نظريًا. يوفر هذا الاكتشاف دليلاً مقنعًا على أن بقايا السوبرنوفا هي مواقع رئيسية لتنشيط الجسيمات المشحونة.
تم إنشاء الخريطة من صورة كاسيوبيا أ ، وهي بقايا عمرها 325 عامًا نتجت عن الموت المتفجر لنجم ضخم. تتتبع الأقواس الزرقاء المموجة في الصورة موجة الصدمة الخارجية الآخذة في الاتساع حيث يحدث التسارع. تظهر الألوان الأخرى في الصورة حطامًا من الانفجار الذي تم تسخينه إلى ملايين الدرجات.
قال مايكل ستيج من جامعة ماساتشوستس ، أمهيرست: "لقد افترض العلماء منذ الستينيات أنه يجب إنشاء الأشعة الكونية في تشابك المجالات المغناطيسية عند الصدمة ، ولكن هنا يمكننا أن نرى هذا يحدث مباشرة". "يساعدنا تفسير مصدر الأشعة الكونية في فهم الظواهر الغامضة الأخرى في عالم الطاقة العالية."
ومن الأمثلة على ذلك تسريع الجسيمات المشحونة إلى طاقات عالية في مجموعة متنوعة من الأشياء ، بدءًا من الصدمات في الغلاف المغناطيسي حول الأرض إلى الطائرات الخارجة عن المجرى الهائلة التي تنتجها الثقوب السوداء الهائلة والتي يبلغ طولها آلاف السنين الضوئية.
لقد طور العلماء في السابق نظرية لتوضيح كيف يمكن تسريع الجسيمات المشحونة إلى طاقات عالية للغاية - السفر بسرعة الضوء تقريبًا - عن طريق الارتداد ذهابًا وإيابًا عبر موجة صدمة عدة مرات.
قال عضو الفريق جلين ألين من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) بكامبريدج: "تلتقط الإلكترونات السرعة في كل مرة ترتد فيها عبر جبهة الصدمة ، كما لو كانت في آلة نسبية بالدبابيس". "المجالات المغناطيسية مثل المصدات والصدمة مثل الزعنفة."
في تحليلهم لمجموعة البيانات الضخمة ، تمكن الفريق من فصل الأشعة السينية القادمة من الإلكترونات المتسارعة عن تلك القادمة من الحطام النجمي الساخن. تشير البيانات إلى أن بعض هذه الإلكترونات يتم تسريعها بمعدل قريب من الحد الأقصى الذي تتنبأ به النظرية. تتكون الأشعة الكونية من الإلكترونات والبروتونات والأيونات ، والتي يمكن فقط توهجها من الإلكترونات في الأشعة السينية. من المتوقع أن تتصرف البروتونات والأيونات ، التي تشكل الجزء الأكبر من الأشعة الكونية ، بشكل مشابه للإلكترونات.
قال جون هوك ، من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) أيضًا: "من المثير رؤية المناطق التي يتفوق فيها التوهج الناتج عن الأشعة الكونية في الواقع على الغاز البالغ 10 ملايين درجة الذي يتم تسخينه بواسطة موجات صدمة المستعر الأعظم". "وهذا يساعدنا على فهم ليس فقط كيفية تسارع الأشعة الكونية ، ولكن أيضًا كيف تتطور بقايا المستعر الأعظم."
مع زيادة الطاقة الإجمالية للأشعة الكونية وراء موجة الصدمة ، يتم تعديل المجال المغناطيسي وراء الصدمة ، جنبًا إلى جنب مع شخصية موجة الصدمة نفسها. يساعد بحث الظروف في الصدمات الفلكيين على تتبع التغيرات التي تطرأ على بقايا المستعر الأعظم بمرور الوقت ، وفي النهاية فهم أفضل لانفجار المستعر الأعظم الأصلي.
يدير مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا ، هانتسفيل ، ألاسكا ، برنامج شاندرا لإدارة مهمة البعثة العلمية. يتحكم مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في العلوم وعمليات الطيران من مركز شاندرا للأشعة السينية ، كامبريدج ، ماس.
المصدر الأصلي: بيان صحفي شاندرا
