Astronomii au măsurat electroni cosmici la cele mai înalte energii de până acum

Telescoapele H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System) din Namibia, utilizate pentru studierea radiației cosmice, în special a radiației gamma, au oferit o descoperire impresionantă: au detectat electroni cosmici cu energii de peste 10 tera-electronvolți (TeV). Această performanță unică, bazată pe 10 ani de observații, deschide noi perspective asupra înțelegerii surselor acestor particule extrem de energetice.

Radiația cosmică provine din surse extreme, cum ar fi: resturi de supernove, pulsari (rămășițe stelare cu câmpuri magnetice puternice), nuclee galactice active.

• Ce se întâmplă cu creierul atunci când lucrezi în echipă?
• Locul în care trăiești influențează ce greutate ai, arată un nou studiu

Particulele încărcate, precum electronii și pozitronii, sunt accelerate la energii foarte mari în aceste medii extreme. Însă, spre deosebire de radiația gamma, care călătorește neperturbată prin spațiu, particulele încărcate sunt deviate de câmpurile magnetice omniprezente din Univers. Acest lucru face dificilă determinarea directă a originii lor.

Ce a descoperit H.E.S.S. despre electronii cosmici?

Analiza a relevat un spectru energetic extins până la zeci de TeV, caracterizat printr-un nod pronunțat în jurul valorii de 1 TeV. Acest punct de inflexiune indică o tranziție în mecanismele de accelerație și sursele particulelor.

Electronii și pozitronii își pierd energia prin interacțiuni cu lumina și câmpurile magnetice. La energii foarte mari (peste 1 TeV), aceste pierderi limitează distanța pe care particulele o pot parcurge, sugerând că sursele lor sunt relativ apropiate de sistemul nostru solar, la câteva mii de ani-lumină.

Modelele computerizate indică pulsarii ca fiind candidații principali. Aceștia generează vânturi de particule încărcate accelerate la fronturi de șoc magnetice. De asemenea, resturile de supernove pot acționa ca acceleratori naturali, impulsionând particulele la energii înalte.

Ce înseamnă această descoperire?

Tranziția bruscă observată în spectrul energetic sugerează că electronii cosmici cu energii ridicate provin de la surse limitate în spațiu, probabil un singur pulsar situat la câteva mii de ani-lumină. Surse mai îndepărtate ar fi generat o tranziție mai estompată.

Aceste rezultate oferă o oportunitate unică de a rafina modelele privind difuzia particulelor în Calea Lactee și rolul câmpurilor magnetice. Analiza detaliată a spectrului permite identificarea proceselor specifice de accelerație și pierdere de energie.

Printre următorii pași ai cercetărilor se numără: identificarea exactă a pulsarului sau a sursei responsabile pentru aceste particule de energii foarte înalte, continuarea observațiilor pentru a explora și alte regiuni din vecinătatea cosmică și corelarea cu alte observații de radiație gamma pentru a completa imaginea mecanismelor de accelerație cosmică, scrie Phys.org.

Această cercetare, publicată în revista Physical Review Letters, reprezintă un progres semnificativ în astrofizică, stabilind un nou punct de referință pentru studierea particulelor cosmice de înaltă energie.

Vă recomandăm să citiți și:

Are viața extraterestră nevoie de o planetă pentru a supraviețui? Oamenii de știință cred altceva!

Roci vechi de miliarde de ani ar putea ascunde materie întunecată, susțin oamenii de știință

Ciocnirea stelelor neutronice creează un Big Bang în miniatură

Astronomii nu-și pot explica ce a observat Telescopul Spațial James Webb în jurul unei stele din apropierea Pământului