Nuo tada, kai buvo atrasti didelės energijos kosminiai spinduliai, astronomai ieško jų šaltinio mūsų galaktikoje. Ir šias paieškas vainikavo sėkmė: Didžioji skrydžių observatorija Kinijoje atrado milžinišką burbulinę itin didelės energijos spinduliuotės struktūrą Gulbės žvaigždžių formavimosi regione.
Kosminiai spinduliai – tai įkrautos subatominės dalelės, pavyzdžiui, protonai ar atomo branduoliai, kurie erdvėje skrieja beveik šviesos greičiu.
Per mūsų galaktiką keliaujantys spinduliai pasiekia bent kelių petaelektronvoltų (10-15 elektronvoltų galios) energijas, tačiau nustatyti jų šaltinius yra sudėtinga užduotis.
Asociatyvi „Unsplash“ nuotr.
Sunkumų kyla dėl to, kad kosminiai spinduliai, skriedami erdve, atsispindi nuo magnetinių laukų, o tai reiškia, kad jų trajektorijos yra vingiuotos. Būtent dėl to sunku nustatyti, iš kur jie kyla. Norėdami apeiti šią problemą, mokslininkai matuoja gama spindulių fotonus, atsirandančius kosminiams spinduliams sąveikaujant su tarpžvaigždinėmis dujomis.
Gama spinduliai perneša 10 proc. kosminių spindulių energijos ir sklinda beveik tiesiomis linijomis, todėl lengviau nustatyti galimus kosminių spindulių šaltinius.
Pastaraisiais dešimtmečiais atlikti kosminių spindulių matavimai atskleidė, kad kosminių spindulių energijos spektre yra maždaug vieno petaelektronvolto dydžio tarpas, kuris dėl savo į kelį panašios formos buvo pavadintas kosminių spindulių energijos spektro „keliu“.
Mokslininkai manė, kad kosminiai spinduliai, kurių energija yra mažesnė už „kelio“, sklinda iš astrofizinių objektų, esančių paukščių take. O daugumos kosminių spindulių šaltinių, esančių paukščių take protonų pagreičio energijos riba, remiantis skaičiavimais, buvo apie kelis petaelektronvoltus.
Naujame tyrime, paskelbtame žurnale „Science Bulletin“, mokslininkai paskelbė atradę didžiulį gama spindulių burbulą, kuris buvo galingiausių paukščių tako kosminių spindulių šaltinis.
Galaktikos greitintuvas, pavadintas super PeVatronu (super PeVatron), skleidė kosminius spindulius, kurių energija siekė mažiausiai 10 petaelektronvoltų, taip peržengdamas viršutinę tokių dalelių energijų, pasiekiamų mūsų galaktikoje, ribą.
Astronomai, naudodamiesi LHAASO (Large High Altitude Air Showers Observatory) observatorija Kinijoje, aptiko ir išmatavo gama spindulius, sklindančius iš Gulbės OB2 – masyvaus žvaigždžių formavimosi regiono Gulbės žvaigždyne.
LHAASO – tai visa mokslinė ir technologinė kosminių spindulių tyrimų infrastruktūra, esanti 4410 m aukštyje ant Haizi kalno Sičuano provincijoje. Sistemą sudaro 5 216 elektromagnetinių dalelių detektorių ir 1 188 miuonų detektorių.
LHAASO komanda aptiko didžiulę gama spindulius skleidžiančią struktūrą, vadinamą burbulu. Regionas skleidė fotonus, kurių energija viršijo vieną petaelektronvoltą, o galingiausio užfiksuoto pluošto energija siekė 2,5 petaelektronvolto.
Pasak autorių, tai leidžia manyti, kad super PeVatronas gali generuoti kosminius spindulius, kurių energija siekia nuo 10 iki 25 petaelektronvoltų.
Swan OB2 sudaro daug jaunų, karštų, masyvių žvaigždžių, kurių paviršiaus temperatūra viršija maždaug 35 000 °C (O tipo žvaigždės) ir 15 000 °C (B tipo žvaigždės).
Šių žvaigždžių spinduliavimo temperatūra šimtus ir milijonus kartų viršija Saulės temperatūrą. Milžiniškas spinduliavimo slėgis nupučia žvaigždžių paviršiaus medžiagą ir suformuoja dinamiškus žvaigždžių vėjus, kurių greitis siekia tūkstančius kilometrų per sekundę. Šiai medžiagai susidūrus su dujomis ir medžiaga tarp žvaigždžių, susidaro idealios sąlygos kosminiams spinduliams pagreitėti iki didelės energijos lygio.
Atlikti stebėjimai parodė, kad iš paukščių tako sklindantys kosminiai spinduliai pasiekia daug didesnes energijas, nei manyta anksčiau.
Mokslininkai planuoja išsamiau ištirti Gulbės OB2, kad nustatytų tikslų didelės energijos kosminių spindulių šaltinį žvaigždžių telkinyje.
Gauti rezultatai turi įtakos ne tik mūsų supratimui apie sklaidųjį spinduliavimą, bet ir turi svarbią reikšmę aprašant kosminių spindulių pernašą galaktikoje.
Tikimasi, kad LHAASO, turėdamas daugiau stebėjimo laiko, aptiks daugiau kosminių spindulių supergreitintuvų ir išspręs jų kilmės paukščių take paslaptį.
