Λύθηκε το μυστήριο: Από πού προέρχονται οι κοσμικές ακτίνες του Γαλαξία;

Οι κοσμικές ακτίνες πυροδοτούν τη χημική εξέλιξη της διαστρικής ύλης. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η κατανόησή τους είναι απαραίτητη για την κατανόηση της εξέλιξης του γαλαξία μας.

Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι τα υπολείμματα σουπερνόβα επιταχύνουν τις κοσμικές ακτίνες στον γαλαξία μας. Στη συνέχεια, οι ακτίνες ταξιδεύουν στη Γη με την ταχύτητα του φωτός. Πρόσφατες παρατηρήσεις ακτίνων γάμα αποκάλυψαν ότι πολλά υπολείμματα σουπερνόβα εκπέμπουν ακτίνες γάμα σε ενέργειες teraelectronvolts (TeV).

Εάν τα πρωτόνια παράγουν ακτίνες γάμμα, θα είναι ευκολότερο να ελεγχθούν τα υπολείμματα σουπερνόβα Η προέλευση των κοσμικών ακτίνωνΕ Ωστόσο, τα ηλεκτρόνια παράγουν επίσης ακτίνες γάμμα. Έτσι, είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί εάν η προέλευση του πρωτονίου ή του ηλεκτρονίου είναι κυρίαρχη και να μετρηθεί η αναλογία των δύο συνεισφορών.

Σχηματικές εικόνες παραγωγής ακτίνων γάμμα από πρωτόνια και ηλεκτρόνια κοσμικής ακτίνας. Τα πρωτόνια της κοσμικής ακτίνας αλληλεπιδρούν με τα διαστρικά πρωτόνια ως μοριακό και ατομικό αέριο υδρογόνο. Η αντίδραση δημιουργεί ένα ουδέτερο πίον που διασπάται γρήγορα σε δύο φωτόνια ακτίνων γάμμα (η αδρονική διαδικασία). Τα ηλεκτρόνια της κοσμικής ακτίνας ενεργοποιούν τα διαστρικά φωτόνια (κυρίως το κοσμικό υπόβαθρο των μικροκυμάτων · CMB) στην ενέργεια των ακτίνων γάμμα μέσω της αντίστροφης σκέδασης του Compton (μια διαδικασία λεπτονίων). (Πίστωση: Εργαστήριο Αστροφυσικής, Πανεπιστήμιο Ναγκόγια)

Σε μια νέα μελέτη, οι αστρονόμοι πέτυχαν να ποσοτικοποιήσουν τα συστατικά ηλεκτρονίων και πρωτονίων στις κοσμικές ακτίνες υπολείμματα σουπερνόβαΕ Διαπίστωσαν ότι τα σχετικιστικά πρωτόνια είναι η αιτία σχεδόν του 70% των ακτίνων γάμμα υψηλής ενέργειας που εκπέμπονται από τις κοσμικές ακτίνες.

Οι αστρονόμοι πραγματοποίησαν νέες αναλύσεις απεικόνισης της ραδιενέργειας, των ακτίνων Χ και των ακτίνων γάμμα. Αυτή είναι η πρώτη φορά που η ποσότητα των κοσμικών ακτίνων που παράγονται σε ένα κατάλοιπο σουπερνόβα αποδεικνύεται ποσοτικά. Αυτό είναι ένα βήμα προς την κατεύθυνση της δημιουργίας μιας εποχής στην αποσαφήνιση της προέλευσης κοσμικές ακτίνεςΕ

Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης παρέχουν πειστικά στοιχεία ότι οι ακτίνες γάμα προέρχονται από το πρωτόνιο, το κύριο συστατικό των κοσμικών ακτίνων, και καταδεικνύουν ότι τα υπολείμματα σουπερνόβα παράγουν γαλαξιακές κοσμικές ακτίνες.

READ  Ινδοαμερικάνος Raja Chari μεταξύ τριών αστροναυτών που επιλέχθηκαν για την αποστολή SpaceX Crew-3 της NASA

Είναι γνωστό ότι η ένταση των ακτίνων γάμα που εκπέμπονται από τα πρωτόνια είναι ανάλογη με διαστρικό αέριο Πυκνότητα που λαμβάνεται με παρατηρήσεις απεικόνισης ραδιολίνης. Από την άλλη πλευρά, οι ακτίνες γάμμα των ηλεκτρονίων αναμένεται επίσης να είναι ανάλογες με την πυκνότητα των ακτίνων Χ των ηλεκτρονίων. Ως εκ τούτου, εξέφρασαν τη συνολική ένταση ακτίνων γάμμα ως το άθροισμα δύο συστατικών ακτίνων γάμμα, ένα προέλευσης πρωτονίων και ένα προέλευσης ηλεκτρονίων. Αυτό οδήγησε σε μια ενιαία κατανόηση τριών ανεξάρτητων παρατηρητών.

Χάρτες έντασης ακτίνων γάμμα
Χάρτες της έντασης των ακτίνων γάμμα Ng, της πυκνότητας των αστρικών αερίων Np και της έντασης των ακτίνων Χ Nx. (Πίστωση: Εργαστήριο Αστροφυσικής, Πανεπιστήμιο Ναγκόγια)

Αυτή η μέθοδος προτάθηκε για πρώτη φορά σε αυτή τη μελέτη. Ως αποτέλεσμα, διαπιστώθηκε ότι οι ακτίνες γάμμα των πρωτονίων και των ηλεκτρονίων αντιπροσωπεύουν το 70% και το 30% των συνολικών ακτίνων γάμα, αντίστοιχα.

Αυτή είναι η πρώτη φορά που οι αστρονόμοι αναγνώρισαν τις δύο πηγές. Δείχνουν επίσης ότι οι ακτίνες γάμμα που εκπέμπονται από πρωτόνια κυριαρχούν στις πλούσιες σε αέριο διαστρικές περιοχές, ενώ οι ακτίνες γάμμα που εκπέμπονται από ηλεκτρόνια ενισχύονται στην περιοχή που είναι φτωχή σε αέρια. Αυτό επιβεβαιώνει ότι οι δύο μηχανισμοί συνεργάζονται και υποστηρίζει τις προβλέψεις προηγούμενων θεωρητικών μελετών.

Ομότιμος καθηγητής Yasuo Fukui στο Πανεπιστήμιο Ναγκόγια Είπε, “Αυτή η νέα μέθοδος δεν θα μπορούσε να επιτευχθεί χωρίς διεθνή συνεργασία. Θα εφαρμοστεί σε περισσότερα υπολείμματα σουπερνόβα χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο Gamma Ray (CTA) επόμενης γενιάς (σειρά τηλεσκοπίων Cherenkov) εκτός από τα υπάρχοντα παρατηρητήρια, τα οποία θα κάνουν σημαντική πρόοδο η μελέτη της προέλευσης των κοσμικών ακτίνων ».

Αναφορά στο περιοδικό:
  1. Yasuo Fukui, Hidetoshi Sano et al. Η αναζήτηση για την προέλευση των ακτίνων γάμμα στο RX J1713.7−3946 Ποσοτικός προσδιορισμός των αδρονικών και των λεπτονικών συστατικών. DOI: 10.3847 / 1538-4357 / abff4a
READ  Coronavirus στο Μεξικό: Οι ηλικιωμένοι ενήλικες είναι επίσης ένας πληθυσμός που κινδυνεύει από ψυχικές διαταραχές

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *