Astronomai, besinaudojantys Tibete esančiu „AS-gamma Experiment“ teleskopu, užfiksavo pačios didžiausios iki šiol stebėtos energijos fotonus, atkeliavusius iš astrofizikinio šaltinio. Fotonai, atskrieję iš Krabo ūko, buvo gerokai aukštesnės, nei 100 teraelektronvoltų (TeV) energijos. Tai yra trilijonas elektronvoltų – maždaug 10 kartų daugiau, nei sugeba išspausti didžiausias planetoje dalelių greitintuvas LHC.
Astronomai, besinaudojantys Tibete esančiu „AS-gamma Experiment“ teleskopu, užfiksavo pačios didžiausios iki šiol stebėtos energijos fotonus, atkeliavusius iš astrofizikinio šaltinio. Fotonai, atskrieję iš Krabo ūko, buvo gerokai aukštesnės, nei 100 teraelektronvoltų (TeV) energijos. Tai yra trilijonas elektronvoltų – maždaug 10 kartų daugiau, nei sugeba išspausti didžiausias planetoje dalelių greitintuvas LHC, rašo astronomy.com.
NASA/ESA nuotr. / Krabo ūkas
Mokslininkai mano, kad šių spindulių šaltinis yra pulsaras, esantis giliai Krabo ūko branduolyje. Pulsaras yra tankus, greitai besisukantis žvaigždės branduolys, likęs po supernovos sprogimo, įvykusio beveik prieš tūkstantį metų. Iš tiesų šis ūkas yra maždaug už 6500 šviesmečių nuo mūsų, taigi, realus sprogimas įvyko prieš 7500 metų, tačiau supernovos sprogimo šviesa Žemę pasiekė tik apie 1054 metus, kai viso pasaulio gyventojai stebėjo naktį nušvietusią ryškią žvaigždę.
Jau po kelių savaičių supernovos šviesa išblėso, tačiau per tą laiką išaugo supernovos nuolaužų debesis, kuris nakties danguje gražiai šviečia praktiškai visuose bangų ilgiuose. Jis skleidžia ir mažos energijos radijo bangas, ir didelės energijos gama spindulius ir rentgeno spindulius, ir tarp jų esančius vidutinės regimosios šviesos spindulius.
Tačiau naujoji ultra-aukštos energijos šviesa Krabo ūkui yra neįprasta. Kinijos ir Japonijos mokslininkai šių spindulių stebėjimo duomenis liepos 29 dieną publikavo žurnale „Physical Review Letters“.
Rekordas
Itin aukštos energijos spinduliams – tokiems, kaip gama spinduliai – įveikti Žemės atmosferos skydą yra labai sudėtinga: kai toks spindulys pataiko į kelyje pasitaikiusią dalelę, paprastai susidūrimo metu pasklinda kitų dalelių fontanas. Tačiau astronomai išmoko ieškoti būtent tokių fontanų – paprastai tam naudojami teleskopų spiečiai, išdėstyti į kilometrų skersmens masyvus, nes iki tol, kol tie fontanai pasiekia Žemės paviršių, jie gali būti pasklidę kilometrų per didelį plotą. Tibeto „AS-gamma Experiment“ masyvą sudaro 597 paviršiniai jutikliai, išdėstyti 6,6 hektarų plote. Maždaug 2,5 metrų gylyje yra dar 64 papildomi jutikliai – vandeniu pripildytos statinės su betoninėmis sienomis.
Didysis paviršinis jutiklių masyvas mokslininkams leidžia nustatyti didelės energijos įvykių kryptį ir energiją. Vandeniniai jutikliai šiuos duomenis papildo leisdami nustatyti specifinius tokių įvykių pėdsakus. Tai mokslininkams suteikia galimybę atskirti gama spindulius nuo aukštos energijos kosminių spindulių, kurie gali paskleisti panašius dalelių fontanus, nors iš tiesų kosminiai spinduliai yra sudaryti ne iš fotonų, kaip gama spinduliai, o iš dalelių – protonų ir elektronų.
Mokslininkai abiejų jutiklių tandemo duomenis rinko nuo 2014 m. vasario iki 2017 m. gegužės ir per tą laiką užfiksavo 24 įvykius, kurių energija buvo aukštesnė nei 100 TeV, o šaltinis – Krabo ūkas. Kai kurių spindulių energija siekė net 450 TeV. Gama spindulių ir kosminių spindulių atskyrimas dar nėra ištobulintas, todėl mokslininkai svarsto, kad 5 ar 6 iš jų užfiksuotų spindulių iš tiesų buvo foninių kosminių spindulių stebėjimai. Tačiau dėl likusiųjų neabejojama – tai turėtų būti spinduliai, atkeliavę iš šaltinio Krabo ūke.
Ryški šviesa
Žmonėms tiesioginis kontaktas su tokios aukštos energijos spinduliais tikrai nesibaigtų geruoju, tačiau kadangi jie dar aukštuose atmosferos sluoksniuose susiduria su dalelėmis ir skyla į kitų dalelių fontaną, mums Krabo ūko spinduliuotė pavojaus nekelia.
Iki šiol nėra aiškiai žinoma, kaip Krabo ūkas sugeba skleisti tokios aukštos energijos gama spindulius. Pulsaras, esantis ūko centre, sukasi ir skleidžia galinga žvaigždžių vėją, o kartu generuoja ir galingus magnetinius laukus, kurie gali įgreitinti šias daleles iki itin didelio greičio ir suteikti žvaigždžių vėjo dalelėms milžinišką energiją. Tačiau kas suteikia energiją fotonams – neaišku.
Nėra žinoma ir kus yra šių spindulių energijos „lubos“. Naujausi stebėjimų duomenys mokslininkams siūlo naują iššūkį: surasti petaelektronvolto energijos gama spindulius – tokius, kurių energija siekia 1000 TeV.
Tibeto „AS-gamma“ eksperimentas energingų spindulių ieškos ir toliau. Tačiau žinant, kad milžinišką šio teleskopo surenkamą informacijos kiekį tenka analizuoti ganėtinai ilgai, visai gali būti kad tikslas jau yra pasiektas – belieka ištraukti rezultatą iš foninio triukšmo.
