Навукоўцы выяўляюць гама-прамяні звышвысокай энергіі каля пульсара Гемінга, раскрываючы падказкі пра касмічныя прамяні

Міжнародныя даследчыкі нядаўна абвясцілі аб дакладным выяўленні гама-прамянёў звышвысокай энергіі вакол пульсара Geminga. Назіранні праводзіліся ў самым высокім калі-небудзь зарэгістраваным дыяпазоне энергіі, які дасягаў прыкладна ў 100 трыльёнаў разоў большага, чым бачнае святло. Esta Фундаментальнае адкрыццё абяцае значна прасунуць разуменне паходжання і прыроды загадкавых касмічных прамянёў.

Даследаванне было сканцэнтравана на нябесным аб’екце, размешчаным прыкладна ў 800 светлавых гадах ад Terra, у сузор’і Gêmeos. Geminga прызнана другой па яркасці крыніцай гама-прамянёў ва ўсім небе, што робіць яго ідэальнай мішэнню для глыбокіх даследаванняў з’яў высокай энергіі ў Сусвеце.

Вынікі даюць новы погляд на працэсы паскарэння часціц у экстрэмальных касмічных умовах. Eles адкрывае шлях да разгадкі вечных таямніц астрафізікі, такіх як склад касмічных прамянёў і тое, як яны набываюць такую ​​каласальную энергію.

Загадка касмічных прамянёў і пошук іх крыніц

Часціцы высокай энергіі, вядомыя як касмічныя прамяні, пастаянна праходзяць праз космас. Навуковая супольнасць лічыць, што яго крыніцы, блізкія да Terra, можна падзяліць на два асноўныя тыпы: тыя, якія паходзяць з Via Láctea, і тыя, якія паходзяць з больш далёкіх галактык. Аднак сапраўдная прырода і механізмы стварэння гэтых прамянёў яшчэ захоўваюць для даследчыкаў шмат сакрэтаў.

Асноўная цяжкасць у прасочванні паходжання касмічных прамянёў заключаецца ў іх узаемадзеянні з магнітнымі палямі, якія прысутнічаюць у космасе. Паколькі яны з’яўляюцца зараджанымі часціцамі, іх траекторыі скрыўленыя, што перашкаджае прамой ідэнтыфікацыі іх пачатковай кропкі. Адхіленне Essa робіць даследаванне гама-прамянёў альтэрнатыўным і больш эфектыўным метадам.

Гама-прамяні як пасланнікі Сусвету

Гама-прамяні важныя ў гэтай галіне даследаванняў, таму што, у адрозненне ад зараджаных часціц, яны рухаюцца па прамых лініях, не падвяргаючыся ўздзеянню магнітных палёў. Quando электроны высокай энергіі хутка рухаюцца ў моцным магнітным полі, яны выпускаюць сінхратроннае выпраменьванне. Além Акрамя таго, сутыкненне энергічных электронаў з навакольнымі фатонамі можа прывесці да “зваротнага рассейвання Compton”, з’явы, калі фатоны набіраюць энергію і пераўтвараюцца ў высокаэнергетычныя гама-прамяні або рэнтгенаўскія прамяні.

Такім чынам, вывучэнне гэтых ускосна генераваных гама-прамянёў з’яўляецца вырашальнай стратэгіяй. Eles служыць тыпам “адбіткаў пальцаў”, якія могуць раскрыць важную інфармацыю пра паходжанне касмічных прамянёў, асяроддзе, у якім яны былі створаны, і, што вельмі важна, як гэтыя часціцы паскараюцца да такіх экстрэмальных узроўняў.

Эксперымент Tibet ASγ і яго магчымасці

Каб прасунуць высвятленне сапраўднай прыроды касмічных і гама-прамянёў, даследчыкі з некалькіх краін, у тым ліку Japão і China, аб’ядналі намаганні ў міжнародным праекце, вядомым як Experimento ASγ of Tibete. Буйнамаштабнае навуковае прадпрыемства Este выкарыстоўвае унікальную інфраструктуру назірання, размешчаную на ўражлівай вышыні 4300 метраў у Região Autônoma ад Tibete, у China.

Назіральная прылада мае функцыю ўлоўлівання часціц «атмасфернага дажджу», якія ўяўляюць сабой вялікую колькасць другасных часціц, якія ўтвараюцца, калі касмічныя прамяні і гама-прамяні высокай энергіі пранікаюць у атмасферу Зямлі. Аналізуючы энергію і кірунак гэтых ліўняў, навукоўцы могуць зрабіць выснову аб характарыстыках першапачатковых касмічных і гама-прамянёў. Аб’ект уключае вадзяны мюонны дэтэктар Cherenkov, размешчаны пад зямлёй, які павышае дакладнасць вымярэнняў і здольнасць адрозніваць розныя тыпы часціц.

Гемінга: нябесная мішэнь з арэолам гама-прамянёў

На працягу прыблізна двух гадоў, пачынаючы з 2014 года, даследчая група сканцэнтравала свае назіранні на гама-аб’екце Geminga. Situado Каля 800 светлавых гадоў ад нас, у напрамку да сузор’я Gêmeos, Geminga з’яўляецца адносна старым пульсарам, узрост якога ацэньваецца ў 300 000 гадоў. Pulsar — нейтронная зорка, якая хутка верціцца, выпраменьвае пучкі выпраменьвання.

Leia Tambem

Запуск Xiaomi TV Stick HD 2 прыносіць Google TV і выдатную прадукцыйнасць для трансфармацыі тэлевізараў

Новая глабальная навігацыйная мадэль карэктуе гадавое зрушэнне магнітнага полюса Зямлі на 36 км

Абнаўленне бэта-версіі праграмы NVIDIA прадстаўляе DLSS 4.5 з дынамічнай генерацыяй кадраў для RTX 50

Вакол гэтага пульсара плазма, вядомая як пульсарны вецер, жорстка ўзаемадзейнічае з рэшткамі звышновых. Сутыкненне Essa працуе як натуральны паскаральнік, рухаючы электроны і пазітроны да вельмі высокіх энергій. Структуры Essas называюцца “пульсарнымі туманнасцямі ветру”, а вакол Geminga можна назіраць “гама-гало”, велізарную кальцавую вобласць, якая выпраменьвае інтэнсіўнае гама-выпраменьванне.

Запіс выяўлення энергіі і яго наступствы

Гэты этап назірання прывёў да дакладнага ўлоўлівання гама-гало Geminga у беспрэцэдэнтным дыяпазоне энергіі. Дадзеныя пацвердзілі наяўнасць гама-выпраменьвання, якое перавышае 100 трыльёнаў электронвольт (100 ТэВ, што эквівалентна 0,1 ПэВ), што з’яўляецца самым высокім вымярэннем, калі-небудзь зробленым для гэтага тыпу з’яў.

Паглыблены аналіз дадзеных назіранняў выявіў важную дэталь: інтэнсіўнасць гама-прамянёў у гало Geminga рэзка памяншаецца ў вобласці энергіі вышэй прыкладна за 100 ТэВ. Знаходка Este уяўляе сабой першае прамое сведчанне таго, што крытычная энергія для паскарэння электронаў у туманнасці пульсара Geminga складае каля 100 ТэВ. Інфармацыя Essa мае жыццёва важнае значэнне для мадэлявання фізічных працэсаў, якія адбываюцца ў гэтых касмічных крыніцах.

Варыяцыі паскарэння нябесных часціц

Параўнанне вынікаў, атрыманых у Geminga, з іншымі вядомымі астранамічнымі крыніцамі дае каштоўную інфармацыю. Nebulosa з Caranguejo, напрыклад, з’яўляецца астаткам звышновай, шырока прызнаным адным з самых магутных паскаральнікаў часціц у Сусвеце. Nela, прысутнасць электронаў класа петаэлектронвольт (1000 ТэВ) ужо была прапанавана папярэднімі назіраннямі.

Гэтыя адрозненні паміж Geminga і Nebulosa ад Caranguejo падкрэсліваюць, што здольнасць паскараць часціцы можа істотна адрознівацца. Fatores як узрост астранамічнага аб’екта і навакольнае фізічнае асяроддзе гуляюць вызначальную ролю. Адкрыццё крытычнай энергіі паскарэння ў Geminga істотна паўплывае на наша разуменне эвалюцыі гэтых аб’ектаў і механізмаў электроннага паскарэння ў пульсарных туманнасцях ветру.

Падаўленая дыфузія і таямніца пазітронаў

У дадатак да выяўлення гама-прамянёў звышвысокай энергіі, даследаванне таксама дазволіла вызначыць “каэфіцыент дыфузіі” ў наваколлі Geminga. Каэфіцыент Este з’яўляецца паказчыкам таго, наколькі хутка часціцы касмічных прамянёў рассейваюцца ў дадзенай вобласці. Compreender інтэнсіўнасць дыфузіі мае фундаментальнае значэнне для разумення таго, як касмічныя прамяні рассейваюцца турбулентнасцю магнітнага поля, перш чым дасягнуць Terra.

Даследаванне вывучала гало-рассейванне гама-прамянёў у дыяпазоне энергій прыблізна ад 16 да 250 ТэВ. Навукоўцы выявілі, што каэфіцыент дыфузіі ў Geminga складаў толькі адну сотую ад каэфіцыента, які назіраецца ў галактычнай прасторы ў цэлым. Дадзеныя Este паказваюць на моцнае падаўленне дыфузіі часціц. Іншымі словамі, электроны касмічных прамянёў, якія ўтвараюцца ў Geminga, дэманструюць асаблівую ўласцівасць: менш верагодна, што яны выйдуць у навакольную прастору.

Гэтыя нядаўна выяўленыя асаблівасці могуць стварыць важныя абмежаванні і дапамагчы разгадаць даўнюю астрафізічную таямніцу: перанасычэнне пазітронамі. Феномен Este адносіцца да назірання, што касмічныя прамяні ўтрымліваюць больш высокаэнергетычных пазітронаў, чым прадказваюць сучасныя тэорыі. Такім чынам, захаванне электронаў у Geminga можа быць ключавым фактарам у тлумачэнні паходжання гэтых дадатковых пазітронаў.