Protonii care pătrund constant în atmosfera Pământului aproape cu viteza luminii îţi primesc energiile uriaşe de la stelele care explodează. Cel puţin aşa au bănuit de multă vreme fizicienii şi astronomii, dar dovezi directe în sprijinul acestei idei au fost dificil de găsit.
Până în prezent...
Razele cosmice sunt orice particule încărcate cu energie care sosesc pe Pământ din spaţiu. Aproape toate sunt protoni, iar unele dintre ele au fost accelerate la viteze mai mari decât oricare altă viteză realizată de un accelerator de particule de pe Pământ. Deşi avem cunoştinţă despre existenţa razelor cosmice încă din anul 1912, originea lor a rămas o enigmă.
"Este un mister vechi de 100 de ani”, a spus Stefan Funk de la SLAC National Accelerator Laboratory din Menlo Park, California. "Ce creează aceste mari energii?"
Fizicienii sunt de părere că o sursă posibilă ar putea fi explozia violentă a unei supernove în Calea Lactee. Materia aruncată datorită acesteia se mişcă atât de repede, încât se creează o undă de şoc. Ori de câte ori un proton traversează graniţa undei de şoc, acesta primeşte o lovitură. Datorită faptului că protonii sunt încărcaţi cu energie, ei pot fi prinşi în câmpuri magnetice care îi duc înainte şi înapoi pe unda de şoc de mai multe ori, la fel ca o minge de tenis care sare de o parte şi de alta a fileului. "În cele din urmă energia lor devine îndeajuns de mare pentru a le putea permite să părăsească zona undei de şoc”, a spus Funk. ”Atunci avem de a face cu o rază cosmică nou-născută.”
Video: cataclism stelar
Busculadă totală
Dar câmpurile magnetice pot devia razele cosmice şi din drumul lor spre detectoarele noastre. Până în momentul în care ajung pe Pământ, direcţiile lor sunt total amestecate, ceea ce îngreunează stabilirea originii lor.
Era necesară o altă abordare, iar aceasta a fost posibilă datorită razelor gama. Ştim că atunci când protonii cu energii înalte se ciocnesc cu protoni cu energii scăzute, forţa coliziunii creează în mod indirect raze gama.
Funk şi colegii săi au folosit Telescopul Fermi cu raze gama (Fermi Gamma Ray Space Telescope) pentru a observa cele mai strălucitoare rămăşiţe a două supernove din galaxie. Va fi oare posibil ca razele gama de la acestea să poarte semnătura care să ne arate că s-au format din coliziunea protonilor?
”Datorită conservării energiei, razele gama produse prin coliziunile protonilor vor avea o energie minimă de aproximativ 150 până la 200 de megaelectronvolţi fiecare”, este de părere Funk. Dacă o mulţime de protoni se ciocnesc în apropiere de resturile supernovei, vor exista mai multe raze gama cu acea energie sau cu o energie mai ridicată provenind din acea zonă, dar aproape niciuna cu energii scăzute.
"Este exact ceea ce vedem," a mai spus Frank. "Aceasta este o caracteristică de tipul armei care fumegă după ce s-a tras cu ea şi ne spune în mod unic şi absolut că ceea ce vedem sunt razele gama de la protonii acceleraţi."
”Este extrem de important," a declarat Stefan Westerhoff de la Universitatea Wisconsin-Madison, care nu a participat în mod direct la acest studiu. "De multă vreme s-a bănuit că aceste rămăşiţe de supernove sunt locuri pentru accelerarea razelor cosmice şi există de ceva timp dovezi indirecte în acest sens." Rezultatul obţinut cu telescopul Fermi este o măsurătoare foarte bună şi probabil că în mare parte clarifică această problemă”, a mai spus el.
Cu toate acestea, descoperirea nu explică originea tuturor razelor cosmice. Unele sunt miuoni sau pozitroni în loc de protoni şi mai există şi o altă categorie, cea a razelor cosmice cu energie ultra înaltă, care probabil că provin din afara galaxiei noastre.
Textul de mai sus reprezintă traducerea articolului mystery-of-cosmic-rays-origin-finally-solved, publicat de New Scientist. Scientia.ro este singura entitate responsabilă pentru eventuale erori de traducere, Reed Business Information Ltd şi New Scientist neasumându-şi nicio responsabilitate în această privinţă.
Traducere: Daniela Albu
