ในคลื่นของสื่อที่เผยแพร่การศึกษาล่าสุดที่ดำเนินการโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศแกมม่าแกมมา - แฟร์ของนาซ่ากำลังส่องสว่างโลกของอนุภาคฟิสิกส์ดาราศาสตร์ด้วยข่าวว่าซุปเปอร์โนวาสามารถเป็นกำเนิดของรังสีคอสมิกได้อย่างไร ส่วนที่เหลือเป็นอิเล็กตรอนและนิวเคลียสของอะตอม เมื่อพวกเขาพบกับสนามแม่เหล็กเส้นทางของพวกเขาจะเปลี่ยนไปเหมือนรถกันชนในสวนสนุก - แต่ไม่มีอะไรน่าขบขันที่ไม่รู้ว่าต้นกำเนิดของพวกมันคืออะไร ตอนนี้การทำงานอย่างหนักเป็นเวลาสี่ปีของนักวิทยาศาสตร์ที่สถาบันฟิสิกส์ดาราศาสตร์และจักรวาลวิทยาของ Kavli ที่กระทรวงพลังงาน (DOE) SLAC National Accelerator Laboratory ได้ชำระเงินแล้ว มีหลักฐานว่าเกิดรังสีคอสมิกได้อย่างไร
“ พลังงานของโปรตอนเหล่านี้อยู่ไกลเกินกว่าที่อนุภาคที่ทรงพลังที่สุดบนโลกสามารถผลิตได้” Stefan Funk นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จาก Kavli Institute และ Stanford University กล่าวซึ่งเป็นผู้นำการวิเคราะห์กล่าว “ ในศตวรรษที่ผ่านมาเราได้เรียนรู้มากมายเกี่ยวกับรังสีคอสมิคเมื่อมาถึงที่นี่ เราเคยสงสัยอย่างมากเกี่ยวกับแหล่งที่มาของการเร่งความเร็ว แต่เรายังไม่มีหลักฐานที่ชัดเจนในการสำรองข้อมูลจนถึงตอนนี้”
จนถึงตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ชัดเจนในบางรายเช่นอนุภาคอะตอมใดที่จะต้องรับผิดชอบต่อการปล่อยก๊าซจากดวงดาว เพื่อช่วยในการวิจัยของพวกเขาพวกเขามองอย่างใกล้ชิดกับคู่ของรังสีแกมมาเปล่งซูเปอร์โนวาเศษเล็กเศษน้อย - ที่รู้จักกันในชื่อ IC 443 และ W44 ทำไมความแตกต่าง? ในกรณีนี้รังสีแกมม่าจะแบ่งพลังงานที่คล้ายกันกับโปรตอนรังสีคอสมิกและอิเล็กตรอน นักวิจัยได้ค้นพบไพออนเป็นกลางซึ่งเป็นผลมาจากโปรตอนรังสีคอสมิกที่มีผลต่อโปรตอนปกติ เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น pion จะสลายตัวอย่างรวดเร็วไปสู่ชุดของรังสีแกมม่าทำให้เกิดการลดลงของลายเซ็นซึ่งเป็นข้อพิสูจน์ในรูปของโปรตอน สร้างขึ้นในกระบวนการที่เรียกว่าการเร่งความเร็วแบบ Fermi โปรตอนยังคงถูกกักขังในด้านหน้าของซูเปอร์โนวาที่เคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วและไม่ได้รับผลกระทบจากสนามแม่เหล็ก ต้องขอบคุณคุณสมบัตินี้นักดาราศาสตร์จึงสามารถติดตามพวกมันกลับไปยังแหล่งกำเนิดโดยตรง
“ การค้นพบนี้เป็นปืนสูบบุหรี่ที่ซากซุปเปอร์โนวาทั้งสองนี้ผลิตโปรตอนเร่ง” Stefan Funk นักวิจัยนำหัวหน้านักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากสถาบันฟิสิกส์ดาราศาสตร์และจักรวาลวิทยาของ Kavli กล่าวว่าสแตนฟอร์ดมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย “ ตอนนี้เราสามารถทำงานเพื่อทำความเข้าใจว่าพวกเขาจัดการเพลงนี้ได้ดีขึ้นอย่างไรและตัดสินว่ากระบวนการนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับทุกคนที่เราเห็นการปล่อยรังสีแกมม่าหรือไม่”
พวกเขาเป็น speedters เล็ก ๆ น้อย ๆ ? คุณ betcha ทุกครั้งที่อนุภาคเคลื่อนที่ผ่านหน้ากระแทกจะได้รับความเร็วเพิ่มขึ้นประมาณ 1% ในที่สุดก็เพียงพอที่จะหลุดพ้นจากรังสีคอสมิก “ นักบินอวกาศได้บันทึกไว้ว่าพวกเขาเห็นแสงแฟลชที่เกี่ยวข้องกับรังสีคอสมิก” Funk กล่าว “ มันเป็นหนึ่งในเหตุผลที่ฉันชื่นชมความกล้าหาญของพวกเขา - สภาพแวดล้อมที่นั่นช่างลำบากจริงๆ” ขั้นตอนต่อไปในการวิจัยนี้ Funk กล่าวเสริมคือเพื่อทำความเข้าใจรายละเอียดที่แน่นอนของกลไกการเร่งความเร็วและพลังงานสูงสุดที่เศษซากซุปเปอร์โนวาสามารถเร่งโปรตอนได้
อย่างไรก็ตามการศึกษายังไม่จบเพียงแค่นั้น มีหลักฐานใหม่เพิ่มเติมจากซากซุปเปอร์โนวาที่ทำหน้าที่เหมือนเครื่องเร่งอนุภาคเกิดขึ้นระหว่างการวิเคราะห์เชิงสังเกตการณ์อย่างรอบคอบโดยนักดาราศาสตร์ชาวเซอร์เบีย Sladjana Nikolic (สถาบันมักซ์พลังค์สูงสุดสำหรับดาราศาสตร์) พวกเขาดูองค์ประกอบของแสง Nikolic อธิบาย:“ นี่เป็นครั้งแรกที่เราสามารถตรวจสอบรายละเอียดของไมโครฟิล์มทั้งในและรอบ ๆ บริเวณที่มีการกระแทก เราพบหลักฐานสำหรับภูมิภาคที่ตั้งอยู่ตรงหน้าตกใจซึ่งคิดว่าเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นของการผลิตรังสีคอสมิก นอกจากนี้ภูมิภาคที่ตั้งต้นกำลังได้รับความร้อนในแบบที่เราคาดว่าจะมีโปรตอนที่นำพลังงานออกมาจากบริเวณที่อยู่หลังการช็อก”
Nikolic และเพื่อนร่วมงานของเธอจ้าง VIMOS spectrograph ที่กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากของหอดูดาว European Southern Observatory ในชิลีเพื่อสังเกตการณ์และบันทึกส่วนสั้น ๆ ของหน้าช็อตของซูเปอร์โนวา SN 1006 เทคนิคใหม่นี้เป็นที่รู้จักกันในชื่อ ซึ่งช่วยให้นักดาราศาสตร์ตรวจสอบองค์ประกอบของแสงจากซูเปอร์โนวาที่เหลืออยู่อย่างละเอียด เควินเฮงแห่งมหาวิทยาลัยเบิร์นหนึ่งในหัวหน้างานของนิโคลิสกล่าวว่า“ เราภูมิใจอย่างยิ่งกับความจริงที่ว่าเราสามารถใช้สเปคโทรสโคปแบบอินทิกรัลในรูปแบบที่ค่อนข้างนอกรีตเนื่องจากมักใช้สำหรับการศึกษา กาแลคซีสูงสีแดง ในการทำเช่นนี้เราได้ระดับความแม่นยำที่สูงกว่าการศึกษาก่อนหน้านี้ทั้งหมด”
มันเป็นช่วงเวลาที่น่าสนใจจริงๆที่จะมองใกล้ ๆ ซากซุปเปอร์โนวาโดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของรังสีคอสมิก ดังที่ Nikolic อธิบายว่า:“ นี่เป็นโครงการนำร่อง การปล่อยก๊าซที่เราสังเกตเห็นจากเศษซุปเปอร์โนวานั้นน้อยมากเมื่อเปรียบเทียบกับวัตถุเป้าหมายตามปกติสำหรับเครื่องมือประเภทนี้ ตอนนี้เรารู้ว่าอะไรเป็นไปได้มันน่าตื่นเต้นจริงๆที่จะคิดเกี่ยวกับโครงการติดตามผล” Glenn van de Ven จากสถาบันดาราศาสตร์สูงสุดของ Max Planck ผู้ร่วมงานอื่นของ Nikolic และผู้เชี่ยวชาญด้านสเปคโทรสโคปีหนึ่งกล่าวเสริมว่า“ วิธีการสังเกตแบบใหม่นี้น่าจะเป็นกุญแจไขปริศนาไขปริศนาว่ารังสีคอสมิคเกิดขึ้นที่ใด เศษซุปเปอร์โนวา”
Roger Blandford ผู้อำนวยการสถาบัน Kavli ผู้เข้าร่วมในการวิเคราะห์ของ Fermi กล่าวว่า“ มันเหมาะสมที่การสาธิตที่ชัดเจนซึ่งแสดงให้เห็นซากซูเปอร์โนวาที่เร่งความเร็วรังสีคอสมิคมาเมื่อเราฉลองครบรอบ 100 ปีของการค้นพบ มันนำมาซึ่งความสามารถในการค้นพบที่รวดเร็วของเรา”
แหล่งกำเนิดเรื่องราวดั้งเดิมและการอ่านเพิ่มเติม: แนวทางใหม่ในการตามล่าหาเครื่องเร่งอนุภาคจักรวาล Fermi ของนาซ่าพิสูจน์เศษซากซูเปอร์โนวาผลิตรังสีคอสมิคและหลักฐาน: รังสีคอสมิคมาจากดาวระเบิด
