Научниците детектираат ултра-високо-енергетски гама зраци во близина на пулсарот Геминга, откривајќи индиции за космичките зраци

Меѓународните истражувачи неодамна објавија прецизно откривање на ултра-високо-енергетски гама зраци околу пулсарот Geminga. Набљудувањата беа извршени во највисокиот енергетски опсег што некогаш е забележан, достигнувајќи околу 100 трилиони пати повеќе од видливата светлина. Esta Основното откритие ветува значително унапредување на разбирањето на потеклото и природата на загадочните космички зраци.

Истражувањето се фокусираше на небесен објект кој се наоѓа на приближно 800 светлосни години од Terra, во соѕвездието Gêmeos. Geminga е препознаен како втор најсветлен извор на гама зраци на целото небо, што го прави идеална цел за длабинско проучување на високоенергетските феномени во универзумот.

Резултатите даваат нова перспектива за процесите на забрзување на честичките во екстремни космички средини. Eles го отвора патот за откривање на трајните мистерии на астрофизиката, како што е составот на космичките зраци и како тие добиваат такви колосални енергии.

Енигмата на космичките зраци и потрагата по нивните извори

Високо-енергетските честички, познати како космички зраци, постојано минуваат низ вселената. Научната заедница верува дека нејзините извори блиски до Terra можат да се категоризираат во два главни типа: оние кои потекнуваат од Via Láctea и оние кои доаѓаат од подалечните галаксии. Сепак, вистинската природа и механизмите на создавање на овие зраци сè уште чуваат многу тајни за истражувачите.

Главната тешкотија во следењето на потеклото на космичките зраци лежи во нивната интеракција со магнетните полиња присутни во вселената. Бидејќи тие се наелектризирани честички, нивните траектории се закривени, што го спречува директното идентификување на нивната почетна точка. Essa девијацијата го прави проучувањето на гама зраците алтернативен и поефективен метод.

Гама зраците како гласници на универзумот

Гама зраците се од суштинско значење во ова поле на проучување бидејќи, за разлика од наелектризираните честички, тие патуваат во прави линии, без да бидат под влијание на магнетни полиња. Quando електроните со висока енергија се движат брзо во силно магнетно поле, тие испуштаат синхротронско зрачење. Além Понатаму, судирот на енергетските електрони со околните фотони може да резултира со „инверзно расејување Compton“, феномен каде фотоните добиваат енергија и се трансформираат во високоенергетски гама зраци или Х-зраци.

Затоа, проучувањето на овие индиректно генерирани гама зраци е клучна стратегија. Eles служи како тип на „отпечаток“ што може да открие важни информации за потеклото на космичките зраци, околината во која се создадени и, најважно, како овие честички се забрзуваат до толку екстремни нивоа.

Експериментот Tibet ASγ и неговите способности

За да се унапреди разјаснувањето на вистинската природа на космичките зраци и гама зраците, истражувачи од неколку нации, вклучувајќи ги Japão и China, ги здружија силите во меѓународниот проект познат како Experimento ASγ на Tibete. Este големото научно претпријатие користи единствена инфраструктура за набљудување, лоцирана на импресивна надморска височина од 4.300 метри во Região Autônoma од Tibete, во China.

Уредот за набљудување има функција да фаќа честички од „атмосферски дожд“, кои се големи количини секундарни честички произведени кога космичките зраци и високоенергетските гама зраци продираат во атмосферата на Земјата. Со анализа на енергијата и насоката на овие тушеви, научниците можат да заклучат за карактеристиките на првобитните космички и гама зраци. Објектот вклучува детектор за воден мион Cherenkov, позициониран под земја, кој ја подобрува точноста на мерењата и способноста за разликување помеѓу различни типови на честички.

Геминга: небесна цел со ореол од гама зраци

Во период од приближно две години, почнувајќи од 2014 година, истражувачката група ги фокусираше своите набљудувања на објектот гама-зраци Geminga. Situado На околу 800 светлосни години од нас, кон соѕвездието Gêmeos, Geminga е релативно стар пулсар, кој се проценува дека е стар 300.000 години. Pulsar е брзо ротирачка неутронска ѕвезда, која емитува зраци на зрачење.

Leia Tambem

Новото издание на смартфон што се преклопува им носи златен финиш на конкурентите на Зимските игри

Oppo официјално го лансираше Find X9 Ultra ширум светот со леќи Hasselblad и робусна батерија

Тим Кук ги откри новите прототипови на iPhone и iPod на прославата на педесетгодишнината на Apple

Околу овој пулсар, исфрлената плазма, позната како пулсар ветер, насилно комуницира со остатоците од супернова. Судирот Essa работи како природен забрзувач, придвижувајќи ги електроните и позитроните до многу високи енергии. Структурите на Essas се нарекуваат „небулози на пулсарни ветрови“, а околу Geminga, можно е да се набљудува „хало од гама-зраци“, огромен регион во облик на прстен кој емитува интензивни емисии на гама-зраци.

Снимајте детекција на енергија и нејзините импликации

Оваа фаза на набљудување резултираше со прецизно фаќање на хало гама-зраци на Geminga во невиден опсег на енергија. Податоците потврдија присуство на гама зраци кои надминуваат 100 трилиони електронволти (100 TeV, што е еквивалентно на 0,1 PeV), што претставува највисоко мерење досега направено за овој тип на феномен.

Длабинската анализа на податоците од набљудувањето откри клучен детал: интензитетот на гама зраците во ореолот на Geminga драматично се намалува во енергетскиот регион над приближно 100 TeV. Наодот Este го претставува првиот директен доказ дека критичната енергија за забрзување на електроните во маглината пулсар на ветерот Geminga е точно околу 100 TeV. Essa информациите се од витално значење за моделирање на физичките процеси што се случуваат во овие космички извори.

Варијации во забрзувањето на небесните честички

Споредувањето на резултатите добиени во Geminga со други значајни астрономски извори дава вредни сознанија. Nebulosa од Caranguejo, на пример, е остаток од супернова широко признат како еден од најмоќните забрзувачи на честички во универзумот. Nela, присуството на електрони од класата petaelectrovolt (1000 TeV) е веќе предложено од претходните набљудувања.

Овие разлики помеѓу Geminga и Nebulosa од Caranguejo нагласуваат дека способноста за забрзување на честичките може значително да варира. Fatores како староста на астрономскиот објект и околната физичка средина играат одлучувачка улога. Откривањето на енергијата на критичното забрзување во Geminga ќе има значително влијание врз нашето разбирање на еволуцијата на овие објекти и механизмите на електронско забрзување во маглините на пулсарните ветрови.

Потисната дифузија и мистеријата на позитроните

Покрај детекцијата на ултра-високо-енергетски гама зраци, студијата овозможи и одредување на „коефициентот на дифузија“ во близина на Geminga. Коефициентот Este е показател за тоа колку брзо честичките на космичкиот зрак се расејуваат во даден регион. Compreender интензитетот на дифузијата е фундаментален за да се разбере како космичките зраци се расфрлаат од турбуленцијата на магнетното поле пред да стигнат до Terra.

Истражувањето го испитуваше расејувањето на хало на гама зраците во енергетскиот опсег од приближно 16 до 250 TeV. Научниците открија дека коефициентот на дифузија во Geminga е само околу една стотинка од коефициентот забележан во галактичкиот простор воопшто. Податоците од Este сугерираат силно сузбивање на дифузијата на честичките. Со други зборови, електроните на космичкиот зрак произведени во Geminga покажуваат одредена особина: помала е веројатноста да избегаат во околниот простор.

Овие новооткриени карактеристики би можеле да обезбедат важни ограничувања и да помогнат во решавањето на долгогодишната астрофизичка мистерија: презаситеноста на позитронот. Феноменот Este се однесува на набљудувањето дека космичките зраци содржат повеќе позитрони со висока енергија отколку што се предвидува со сегашните теории. Затоа, задржувањето на електроните во Geminga може да биде клучен фактор во објаснувањето на потеклото на овие дополнителни позитрони.