במקום להשקיע במאיצי החלקיקים כאן בכדור הארץ, פיזיקאים עשויים לשקול פשוט לפוצץ כמה כוכבים. כאשר חלקיקים נעים סביב השריד, הם מואצים על ידי השדות המגנטיים האדירים, ובסופו של דבר מתקרבים למהירות האור. התמונות מצ'נדרה מראות שהחלקיקים מואצים לקצב המקסימאלי שחזה התיאוריות.
רמזים חדשים על מקורם של קרניים קוסמיות, חלקיקים מסתוריים באנרגיה גבוהה המפגיזים את כדור הארץ, נחשפו באמצעות מצפה הרנטגן של צ'נדרה של נאס"א. תמונה מפורטת בצורה יוצאת דופן של שרידי כוכב מתפוצץ מספקת תובנה מכרעת על דור הקרניים הקוסמיות.
לראשונה מיפו אסטרונומים את קצב ההאצה של אלקטרונים קרניים קוסמיות בשריד סופרנובה. המפה החדשה מראה כי האלקטרונים מואצים קרוב לקצב המרבי התיאורטי. תגלית זו מספקת עדויות משכנעות לכך ששרידי סופרנובה הם אתרים מרכזיים ליצירת חלקיקים טעונים.
המפה נוצרה מתמונתה של קאסיופיה A, שריד בן 325, שנוצר בעקבות מותו הנפיץ של כוכב מסיבי. הקשתות הכחולות והמחושלות בתמונה מתחקות אחר גל ההלם החיצוני המתרחב בו מתרחשת התאוצה. הצבעים האחרים בתמונה מראים פסולת מהפיצוץ שחומם למיליוני מעלות.
"מדענים תיאורטו מאז שנות השישים שיש ליצור קרניים קוסמיות בסבך השדות המגנטיים בהלם, אבל כאן אנו יכולים לראות את זה קורה ישירות," אמר מייקל סטייג 'מאוניברסיטת מסצ'וסטס באמהרסט. "ההסבר מאיפה מקורן של קרניים קוסמיות עוזר לנו להבין תופעות מסתוריות אחרות ביקום האנרגיה הגבוהה."
דוגמאות לכך הן האצה של חלקיקים טעונים לאנרגיות גבוהות במגוון רחב של חפצים, החל מזעזועים במגנטוספירה סביב כדור הארץ ועד מטוסים אקסטרגלאקטיים אדירים המיוצרים על ידי חורים שחורים סופר-מסיביים ואורכם אלפי שנות אור.
מדענים פיתחו בעבר תיאוריה המסבירה כיצד ניתן להאיץ חלקיקים טעונים לאנרגיות גבוהות במיוחד - נעות כמעט במהירות האור - על ידי הקפצה קדימה ואחורה על גל הלם פעמים רבות.
חבר האלקטרונים גלן אלן ממכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT), קיימברידג ', אמר כי "האלקטרונים מריצים מהירות בכל פעם שהם מקפצים על חזית ההלם, כמו שהם במכונת פינבול רלטיבית. "השדות המגנטיים הם כמו הפגושים, וההלם הוא כמו סנפיר."
בניתוחם של מערך הנתונים העצום הצליח הצוות להפריד בין קרני הרנטגן המגיעות מהאלקטרונים המואצים לבין אלה שהגיעו מהפסולת הכביסה המחוממת. מהנתונים משתמע כי חלק מהאלקטרונים הללו מואצים בקצב קרוב למקסימום שמנבאת התיאוריה. קרניים קוסמיות מורכבות מאלקטרונים, פרוטונים ויונים, שרק זוהרים מאלקטרונים ניתנים לגילוי בצילומי רנטגן. פרוטונים ויונים, המהווים את עיקר הקרניים הקוסמיות, צפויים להתנהג באופן דומה לאלקטרונים.
"מרגש לראות אזורים שבהם הזוהר המיוצר מקרני קוסם אכן עולה על הגז של 10 מיליון מעלות שחומם על ידי גלי ההלם של הסופרנובה," אמר ג'ון הוק, גם הוא מ- MIT. "זה עוזר לנו להבין לא רק כיצד מואצים קרניים קוסמיות, אלא גם כיצד מתפתחות שרידי סופרנובה."
ככל שהאנרגיה הכוללת של הקרניים הקוסמיות שמאחורי גל ההלם גדלה, משתנה השדה המגנטי שמאחורי ההלם, יחד עם אופיו של גל ההלם עצמו. חקר התנאים בזעזועים מסייע לאסטרונומים להתחקות אחר השינויים בשארית הסופרנובה עם הזמן, ובסופו של דבר להבין טוב יותר את פיצוץ הסופרנובה המקורי.
מרכז טיסת החלל במרשל של נאס"א, האנטסוויל, אלג'יניה, מנהל את תוכנית צ'נדרה עבור מנהלת משימת המדע של הסוכנות. המצפה האסטרופיזי של סמיתסוניאן שולט בפעולות מדע וטיסות ממרכז הרנטגן של צ'נדרה, קיימברידג ', מסה.
המקור המקורי: מהדורת החדשות של צ'נדרה
