Tā vietā, lai ieguldītu daļiņu paātrinātājos šeit uz Zemes, fiziķi varētu apsvērt tikai dažu zvaigžņu uzspridzināšanu. Kad daļiņas pārvietojas ap paliekām, tās paātrina milzīgie magnētiskie lauki, galu galā tuvojoties gaismas ātrumam. Čandras attēlos redzams, ka daļiņas tiek paātrinātas līdz teorijas prognozētajam maksimālajam ātrumam.
Izmantojot NASA Čandras rentgenstaru observatoriju, ir atklāti jauni pavedieni par kosmisko staru izcelsmi, noslēpumainajām augstas enerģijas daļiņām, kas bombardē Zemi. Īpaši detalizēts eksplodētas zvaigznes palieku attēls sniedz būtisku ieskatu kosmisko staru veidošanā.
Pirmo reizi astronomi ir kartē kosmisko staru elektronu paātrinājuma ātrumu supernovas paliekā. Jaunā karte rāda, ka elektroni tiek paātrināti tuvu teorētiski maksimālajam ātrumam. Šis atklājums sniedz pārliecinošus pierādījumus tam, ka supernovas paliekas ir galvenās vietas lādētu daļiņu aktivizēšanai.
Karte tika veidota no Cassiopeia A attēla - 325 gadus vecas paliekas, ko izraisīja masīvas zvaigznes eksplozīva nāve. Attēlā redzamie zilie, drūmie loki izseko ārējo trieciena vilni, kur notiek paātrinājums. Pārējās attēla krāsas parāda sprādziena gružus, kas sakarsuši līdz miljoniem grādu.
“Zinātnieki kopš pagājušā gadsimta 60. gadiem ir teoriju par to, ka trieciena laikā magnētiskā lauka juceklī ir jārada kosmiskie stari, bet šeit mēs varam redzēt, ka tas notiek tieši,” sacīja Mihaels Stage no Masačūsetsas Universitātes Amherstas. "Kosmisko staru rašanās skaidrojums palīdz mums saprast citas noslēpumainas parādības augstas enerģijas Visumā."
Kā piemērus var minēt lādētu daļiņu paātrināšanos ar lielu enerģiju visdažādākajos objektos, sākot ar triecieniem magnetosfērā ap Zemi un beidzot ar satriecošām ekstragalaktiskām strūklām, kuras rada supermasīvi melnie caurumi un kuru garums ir tūkstošiem gaismas gadu.
Zinātnieki jau iepriekš bija izstrādājuši teoriju, lai izskaidrotu, kā uzlādētās daļiņas var paātrināt līdz ārkārtīgi augstām enerģijām - pārvietojoties gandrīz ar gaismas ātrumu -, daudzkārt atlecot pāri šoku vilnim.
"Elektroni uzņem ātrumu katru reizi, kad tie atlec pāri trieciena frontei, piemēram, atrodoties relativistiskā florbola mašīnā," sacīja komandas loceklis Glens Allens no Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta (MIT) Kembridžā. "Magnētiskie lauki ir līdzīgi buferiem, un trieciens ir kā pleznas."
Analizējot milzīgo datu kopu, komanda spēja atdalīt rentgenstarus, kas nāk no paātrinošajiem elektroniem, no tiem, kas nāk no apsildāmiem zvaigžņu gružiem. Dati norāda, ka daži no šiem elektroniem tiek paātrināti ar ātrumu, kas ir tuvs teorijas prognozētajam maksimālajam ātrumam. Kosmiskos starus veido elektroni, protoni un joni, no kuriem rentgena staros var noteikt tikai elektronu mirdzumu. Paredzams, ka protoni un joni, kas veido lielāko daļu kosmisko staru, izturēsies līdzīgi elektroniem.
“Ir aizraujoši redzēt reģionus, kur kosmisko staru radītais mirdzums pārspēj 10 miljonu grādu gāzi, ko silda supernovas triecienviļņi,” sacīja Džons Hoks, arī MIT. "Tas palīdz mums saprast ne tikai to, kā tiek paātrināti kosmiskie stari, bet arī to, kā attīstās supernovas paliekas."
Palielinoties kosmisko staru kopējai enerģijai aiz trieciena viļņa, tiek mainīts magnētiskais lauks aiz trieciena, kā arī paša trieciena viļņa raksturs. Apstākļu izpēte satricinājumos palīdz astronomiem izsekot supernovas paliekas izmaiņām laika gaitā un galu galā labāk izprast sākotnējo supernovas eksploziju.
NASA Māršala kosmisko lidojumu centrs Hantsvilā, Aļaskā, pārvalda aģentūras Zinātnes misijas direktorāta Chandra programmu. Smitsona astrofizikas observatorija kontrolē zinātnes un lidojumu operācijas no Čandras rentgenstaru centra Kembridžā, Masačūsetsā.
Oriģinālais avots: Chandra News Release
