Este posibil ca oamenii de știință să fi descoperit cel mai puternic colizor de particule din univers

Supernovele pot deveni unii dintre cei mai puternici collari de particule din univers – dar numai dacă trec o mulțime de gaz înainte de a exploda, constată noile cercetări.

Timp de aproape un secol, astronomii au detectat particule de mare energie care se transformă din universul îndepărtat. Cunoscut sub numele de Raze cosmicesunt făcute în primul rând din protoni și, ocazional, nuclei de elemente mai grele. Majoritatea razelor cosmice sunt deviate de câmpul magnetic al Pământului sau sunt absorbite în atmosfera superioară, dar unele o fac până la suprafață. Aproximativ o dată în fiecare secundă, o rază cosmică reușește să -ți lovească corpul.

Razele cosmice acoperă o gamă largă de energii, cu cele mai puternice care depășesc un Volt PETA-Electron (PEV). Acesta este un volum de electroni din urmă, sau până la o mie de ori mai puternic decât energiile de coliziune ale Colader de hadron marecel mai puternic atom de atom din lume.

Astronomii au bănuit de mult timp că decesele explozive ale stelelor masive pot fi responsabile pentru aceste raze cosmice extrem de puternice. La urma urmei, aceste supernove au toate ingredientele potrivite: există o detonare cu mai mult decât suficientă energie, o inundație de particule elementare și câmpuri magnetice care pot conduce acele particule într -o frenezie înainte de a le elibera în cosmos.

Dar observațiile rămășițelor supernovelor din apropiere, cum ar fi Tycho și Cassiopeia a nu au îndeplinit așteptările; Razele cosmice care provin din acele locuri sunt mult mai slabe decât se aștepta.

Într -o hârtie acceptat pentru publicare În revista Astronomy & Astrophysics, cercetătorii au salvat ipoteza supernovei și au descoperit că, în cazuri speciale, resturile de supernove sunt într -adevăr capabile să devină „pevatroni” – adică explozii capabile să genereze raze cosmice PEV.

Înrudite: Cel mai mare atom de atom din lume a transformat plumbul în aur – și apoi l -a distrus într -o clipă

Echipa a constatat că, înainte de a merge Supernova, o stea trebuie să piardă o cantitate semnificativă de masă – cel puțin două în valoare de materiale. Acest lucru este destul de comun, deoarece vânturile puternice pot alunga straturile exterioare ale atmosferei unei stele înainte de explozia principală. Dar crucial, acel material nu se poate dispersa prea mult. Trebuie să rămână dens, compact și aproape de stea.

Apoi, când se întâmplă în sfârșit supernova, unda de șoc din stelele care explodează trântește în această coajă de material. Și atunci tot iadul se dezlănțuie.

Pe măsură ce șocul călătorește prin cochilia din jur, câmpurile magnetice se ridică până la energii incredibil de puternice. Aceste câmpuri magnetice iau orice particule subatomice aleatorii – resturile din coajă – și le accelerează, sărind -le înainte și înapoi în undele de șoc. Cu fiecare săritură, particulele câștigă mai multă energie. În cele din urmă, primește suficientă energie pentru a părăsi haosul cu totul și pentru a curge în univers.

Dar în câteva luni, sistemul pierde aburul pe măsură ce unda de șoc încetinește. Încă produce raze cosmice abundente, dar nu deasupra pragului PEV.

Acest scenariu explică de ce nu am observat în mod direct niciun pevatrons activi. Chiar dacă o supernova se stinge în Calea lactee La fiecare câțiva ani, niciunul nu a fost suficient de aproape în timpurile moderne pentru a observa fereastra scurtă atunci când pot accelera razele cosmice la aceste energii extreme. Deci va trebui doar să avem răbdare.

Paul M. Sutter este profesor de cercetare în astrofizică la Suny Stony Brook University și Institutul Flatiron din New York. El apare în mod regulat la TV și Podcast -uri, inclusiv „Întrebați un Spaceman”. El este autorul a două cărți, „Locul tău în univers” și „Cum să mori în spațiu” și este un contribuabil regulat la Space.com, Live Science și multe altele. Paul a primit doctoratul în fizică de la Universitatea din Illinois din Urbana-Champaign în 2011 și a petrecut trei ani la Institutul de Astrofizică din Paris, urmat de o bursă de cercetare din Trieste, Italia.