في أعلى هضبة التبت ، قام العلماء بقياس الضوء الأكثر نشاطًا على الإطلاق. كانت هذه الفوتونات أشعة غاما بطاقات تتجاوز 100 تريليون إلكترون فولت - حتى أن واحدًا كان يحتوي على ما يقرب من 500 تريليون إلكترون فولت من الطاقة. في السابق ، لم تتم رؤية سوى الفوتونات التي تحتوي على عشرات التريليونات من الإلكترونات.
ووجد العلماء أن الفوتونات نشأت في سديم السرطان ، أو النجم النابض ، أو مستعر أعظم قوي من بقايا السوبرنوفا على بعد 6523 سنة ضوئية.
تم اكتشاف النتائج الجديدة باستخدام جزء من مصفوفة دش الهواء التبتية ، وهي تجربة تستخدم 4 مليون قدم مربع (36900 متر مربع) من أجهزة الكشف للبحث عن جسيمات عالية الطاقة مثل الأشعة الكونية وأشعة جاما. عندما تضرب هذه الجسيمات الغلاف الجوي العلوي ، فإنها تخلق دوامات للجسيمات دون الذرية الثانوية التي يكتشفها الصفيف. ويسمح الهواء النادر فوق الصفيف ، الذي يبلغ ارتفاعه 14100 قدم (4300 متر) فوق مستوى سطح البحر ، بدخول المزيد من الجسيمات الثانوية إلى الأرض.
من خلال دراسة زخات الجسيمات الثانوية التي تسمى الميونات ، تمكن العلماء من العمل إلى الوراء لمعرفة طاقة وأصل أشعة جاما الواردة التي تسببت في الاستحمام. في ورقة جديدة قبلت 13 يونيو على رسائل المراجعة الفيزيائية ، أفاد علماء الفلك الذين يدرسون حمامات السديم هذه عن 24 حدثًا تسببت فيها الفوتونات بطاقات تزيد عن 100 تريليون إلكترون فولت. وبالمقارنة ، فإن جزيئات الضوء المرئي من شمسنا لا تملك سوى طاقة بضع إلكترونات.
وقال فيليكس أهارونيان ، الأستاذ في معهد دبلن للدراسات المتقدمة ، الذي لم يشارك في العمل الجديد ، لـ Live Science: "إنها نتيجة مهمة جدًا جدًا". "إنه يتفق مع التوقعات إلى حد كبير ويمكن أن يكون له الكثير من الآثار لأنه الآن نتائج تجريبية ، وليس مجرد تكهنات نظرية".
تساعد النتائج على وجه التحديد العلماء على فهم كيفية إنشاء مثل هذه الفوتونات عالية الطاقة ، وما إذا كان هناك حد لمقدار الطاقة التي يمكن أن تمتلكها. تكهن العلماء أنه في هذه الحالة ، تم تسريع أشعة جاما من خلال عملية تعرف باسم تناثر عكس كومبتون. خلال هذه العملية ، ترتد الإلكترونات الفائقة الطاقة الفوتونات ذات الطاقة المنخفضة ، مما يمنح الفوتونات طاقة هائلة. ربما تكون هذه الإلكترونات في سديم السرطان قد شتتت فوتونات منخفضة الطاقة من إشعاع الخلفية الكونية - بعض من أول ضوء للكون.
قال أهارونيان لـ Live Science: "علمنا أن سديم السرطان كان مصدرًا فريدًا في الكون". "الآن نرى أنه نعم ، يتم تسريع الإلكترونات في سديم السرطان حتى 1000 تريليون إلكترون فولت."
من المحتمل أن تكون موجات الصدمة في البيئة المغناطيسية في السديم مسؤولة عن تسريع الإلكترونات إلى مثل هذه الطاقات الشديدة. إذا تم تأكيد ذلك ، فسيضيف هذا سديم السرطان إلى بضعة نبضات مقترحة أخرى في مركز المجرة يعتقد أنها قادرة على تسريع الإلكترونات إلى هذه الدرجة.
