A Tejútrendszer szuper-részecskegyorsítói

Egy új kutatási eredmény szerint a Tejútrendszerben közel fénysebességgel mozgó töltött részecskék felgyorsításában valóban nagy szerepet játszanak a szupernóva-robbanások maradványai.

Az Apolló-repülések során az asztronauták furcsa, csukott szemmel is érzékelhető fényvillanásokról számoltak be. Azóta kiderült, hogy az érdekes jelenség okozója az ún. kozmikus sugárzás. A benne áramló nagyenergiájú töltött részecskék a Naprendszeren kívülről érkeznek, s a Földet elérve folyamatosan bombázzák bolygónk légkörét. Energiájuk akkora lehet, hogy (áttételesen) még a földfelszíni berendezések elektronikájában is károkat, illetve hamis jeleket okozhatnak, ezért a különösen érzékeny fizikai mérések - mostanában például a sötét anyag detektálását célzó kísérletek - műszereit a föld alá, általában elhagyott bányákba telepítik, ahol a zavaró hatás már egyáltalán nem érvényesül.

A kozmikus sugárzás főként közel fénysebességgel mozgó protonokból álló komponensének forrásai a Naprendszeren kívül, de a Tejútrendszeren belül vannak. A protonok energiája messze meghaladja azt a szintet, amit akár a CERN LHC (Large Hadron Collider, Nagy Hadron Ütköztető) berendezésében el lehet majd érni, azaz bármi is felelős a gyorsításukért, nagyon jó hatásfokkal működik.

 Az RCW 86 katalógusjelű szupernóva-maradvány északkeleti részének montázsképe. Vörös szín kódolja a VLT FORS2 műszerével H? keskenysávú szűrőn keresztül rögzített adatokat, míg a kék szín a Chandra röntgenadatait. Ebben a tartományban nagyenergiájú elektronok szinkrotronsugárzása dominál.
[ESO/E. Helder & NASA/Chandra] 

 Eveline Helder (Astronomical Institute of Utrecht University) szerint a szakemberek régóta sejtik, hogy a részecskék ilyen hatékonyságú gyorsítása szupernóva-maradványok táguló burkában következik be, az új kutatás során végzett észlelések azonban a "füstölgő puskacsövet" is megmutatták, sőt - a kissé talán erőltetett hasonlat mentén továbbhaladva - Jacco Vink (Astronomical Institute of Utrecht University) szerint még a "fegyver" kaliberét is meg lehet becsülni.

Szupernóva-robbanáskor a felszabaduló energia egy része a burkot elhagyó részecskék extrém nagy sebességre történő felgyorsítására fordítódik. Így viszont kevesebb jut a táguló burok gázanyagának fűtésére, ami ezáltal hidegebb lesz, mint amit az elméletek jósolnak. A kutatók az RCW 86 katalógusjelű objektumot vizsgálták, ami valószínűleg az i.sz. 185-ben felrobbant - s minden bizonnyal az első feljegyzett - szupernóva maradványa. A 8200 fényévre található objektum a Circinus (Körző) csillagképben figyelhető meg. Az ESO VLT távcsőrendszerének FORS2 spektrográfjával rögzített színképek alapján meghatározták a robbanás keltette lökésfront mögött közvetlenül elhelyezkedő gáz hőmérsékletét, a Chandra röntgenműhold három év különbséggel (2004 és 2007) készült felvételei segítségével pedig a lökéshullám sebességét becsülték meg. Ez utóbbi érték 10 és 30 millió km/h (a fénysebesség 1-3%-a) közöttinek adódott. A gáz hőmérséklete ugyanakkor körülbelül 30 millió fok, ami viszont valóban sokkal alacsonyabb, mint a lökésfront sebessége alapján várható, akár a félmilliárd fokot is elérő hőmérséklet. Vink szerint a becsült és a várt hőmérséklet közti különbségnek megfelelő energia pedig valóban felgyorsíthatja a kozmikus sugárzás részecskéit a megfigyelt sebességekre.