دوازده شتابدهنده ذرات با انرژی بسیار بالا در کهکشان راه شیری کشف شده است!!!
مشاهدات جدید به منجمان کمک میکند تا از یک رمز و راز دیرینه درمورد محل تولید پرتوهای کیهانی کمک بگیرند.
سحابی خرچنگ یکی از منابع اشعههای کیهانی با انرژی بسیار بالا است. (اعتبار تصویر: NASA ، ESA)
یک معمای آسمانی یک صد ساله، نزدیک به حل شدن است زیرا محققان دوازده شتاب دهنده ذرات طبیعی فوق العاده قدرتمند در کهکشان ما را کشف کردند.
این یافتهها به منجمان کمک میکند تا منشا پرتوهای کیهانی – ذرات باردار و هستههای اتمی را درک کنند که با نزدیک سرعت نور و با مقدار زیادی انرژی به فضا پرواز میکنند.
به گفته ناسا، پرتوهای کیهانی تقریباً از هر جهتی در کهکشان راه شیری کشف شدهاند، هرچند دانشمندان هنوز دقیقاً مشخص نکردهاند که چگونه آنها به سرعت فوقالعاده خود میرسند.
سیمینگ لیو، اخترفیزیکدان دانشگاه جنوب غربی جیاوتونگ در چنگدو ، به لایو ساینس گفت: بسیاری از محققان مشکوک هستند که پرتوهای کیهانی هنگام مرگ در انفجارهای ابرنواختر از ستارگان پرجرم دور میشوند. وی افزود: “در طی چنین رویدادهایی، ستارگان در طی دو ماه همان مقدار انرژی را برای کل زندگی خود آزاد میکنند “.
لیو گفت، اما حتی یک انفجار قدرتمند مانند این نیز فقط قادر است کمتر از یک پتا الکترون ولت (PeV) یا یک چهار میلیارد الکترون ولت به اشعه کیهانی منتقل کند. رصدخانهها پرتوهای کیهانی با انرژی فوقالعاده بالا را با انرژی بیش از حد آن گرفتهاند و تاکنون هیچ کس نتوانسته است بفهمد از کجای جهان آمدهاند.
لیو گفت، کشف منابع پرتوهای کیهانی دشوار بوده است، زیرا به عنوان ذرات باردار، توسط میدانهای مغناطیسی منحرف میشوند که در کهکشان راه شیری فراوان است. وی افزود: این بدان معنا است که یک پرتوی کیهانی گرفته شده روی زمین مستقیماً به نقطه مبدا خود باز نمیگردد.
اما همانطور که از منابع خود دور میشوند، پرتوهای کیهانی میتوانند با گازهای اطراف ارتباط برقرار کنند و با یک دهم انرژی اشعه کیهانی، پرتوهای گاما تولید کنند. این اشعه ها شارژ نمیشوند و بنابراین در خطوط مستقیم حرکت میکنند و وسیلهای برای کشف محل تولد آنها هستند.
لیو همراه با همکارانش از رصدخانه بزرگ چین (LHAASO)، تاسیساتی در دست ساخت در بالای کوه هایزی در حاشیه فلات تبت در استان سیچوان، برای نگاه غیرمستقیم به نور اشعه گاما استفاده کرد. بر اساس یک بیانیه مطبوعاتی، همانطور که اشعه گاما به جو زمین نفوذ میکند، ذرهای تولید میشود که میتواند در هزاران ردیاب LHAASO گرفته شود که در نهایت به مساحت 0.4 مایل مربع (1 کیلومتر مربع) گسترش مییابد.
اگرچه دادهها فقط با نیمی از آرایه عملیاتی گرفته شده بودند، اما آنها توانستند ده منبع را کشف کنند – که به دلیل توانایی آنها در غوطهوری ذرات زیراتمی با ارزش پتا الکترون الکترون ولت – در سراسر کهکشان راه شیری، PeVatrons لقب گرفته است. این ذرات حداقل 100 برابر قدرتمندتر از بزرگترین شتابدهنده ذرات روی زمین، برخورد دهنده بزرگ هادرونی هستند.
این تیم همچنین قدرتمندترین فوتون اشعه گاما یا ذره نوری را که تاکنون دیده شده است، کشف کرد (جسمی با 1.4 PeV). آنها یافتههای خود را در 17 می در مجله Nature گزارش دادند.
در میان PeVatrons اشیای مشابه آشنایی وجود دارد، مانند سحابی خرچنگ، معروف است که شامل یک ستاره مرده معروف به تپاختر است که یک مظنون بالقوه به عنوان شتابدهنده پرتوهای کیهانی است. اما این لیست همچنین شامل یک منطقه فعال ستارهساز در صورت فلکی دجاجه است.
لیو گفت که LHAASO فقط قادر به تعیین منابع PeVatron در چند ده یا صدها سال نوری است، بنابراین دشوار است بدانید دقیقاً چه اشیایی در هر منطقه باعث شتاب میشوند.
رازمیک میرزویان، فیزیکدان ذرات نجومی در موسسه فیزیک ماکس پلانک در آلمان، به لایو ساینس گفت: “با این وجود ،” این یک گام مهم است. ” میرزویان افزود، LHAASO به زودی چهار برابر بزرگتر از هر تلسکوپ قبلی از این نوع خواهد بود که به آن امکان می دهد دوره جدیدی از مشاهدات با انرژی بسیار بالا را باز کند.
میرزویان بخشی از همکاری است که در حال ساخت یک مرکز مشابه در نیمکره جنوبی برای استفاده از منابع پرتوی کیهانی با انرژی بسیار بالا است. وی گفت: با ترکیب اطلاعات از این تاسیسات و دادههای تلسکوپهایی که در طیف الکترومغناطیسی مشاهده میکنند و کسانی که به نوترینوها نگاه میکنند، ممکن است سرانجام بدانیم که این ذرات مرموز از کجا سرچشمه میگیرند.
لیو موافقت کرد که مشاهدات آینده با LHASSO و سایر ابزارها باید روزی کمک کند تا مشخص شود که چگونه پرتوهای کیهانی به چنین سرعتها و انرژیهای شگرفی میرسند. وی گفت: “امیدواریم که بتوانیم به این موضوع رسیدگی کنیم.” “این مشاهدات امکان پاسخ به این سوالات را فراهم میکند.”
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
A dozen ultra-high-energy particle accelerators discovered in the Milky Way
By Adam Mann
https://www.space.com/ultra-high-energy-particles