Supernovas no Fermī
Publicēts: 19.02.2010
Jaunākajos Fermī gamma staru teleskopa attēlos redzams, kuras supernovu paliekas izstaro starojumu, kura enerģija ir miljoniem reižu pārsniedz redzamās gaismas enerģiju. Šie attēli palīdz astronomiem labāk saprast kosmiskā starojuma avotus.
Kosmiskais starojums sastāv gandrīz tikai no protoniem, kas pārvietojas kosmosā ar ātrumu, kas tuvs gaismas ātrumam. Savā ceļā cauri galaktikai daļiņas atvaira magnētiskie lauki. Tas izmaina to trajektoriju un neļauj saprast, no kurienes šīs daļiņas nāk.
"Kosmiskā starojuma avotu izpēte ir viens no Fermī teleskopa galvenajiem mērķiem," pastāstīja astrofiziķis Stefans Funks no Kavli daļiņu astrofizikas un kosmoloģijas institūta (KIPAC).
Kad kosmiskais starojums saduras ar gāzi starpzvaigžņu telpā, tas rada gamma starojumu.
"Fermī ļauj mums salīdzināt starojumu no dažāda vecuma un reģionu atliekām," piebilda Funks.
Fermī Plaša lauka teleskops (LAT) ir izveidojis karti, kurā redzamas trīs vidēja vecuma supernovu atliekas, kuru gamma starojuma enerģijas līmenis ir aptuveni miljards elektronvoltu. Tās ir W51C, W44 un IC 443. Atcerēsimies, ka redzamās gaismas enerģijas līmenis ir 2 līdz 3 elektronvolti. Katra no šīm atliekām ir masīvas zvaigznes gāzu mākonis, kas izplešas pēc sprādziena, kas noticis pirms aptuveni 4000 līdz 30 000 gadiem.
Fermī LAT ir izpētījis arī supernovas paliekas Cassiopea A, kas ir tikai 330 gadus vecas.
"Vecākas atliekas ir relatīvi spoži avoti GeV līmeņa gamma staros, bet relatīvi vājāki augstākos enerģijas līmeņos. Jaunākas atliekas uzvedas savādāk," skaidroja Jasunobu Učijama. "Iespējams, ka enerģētiskākais starojums ir pametis vecākās atliekas un Fermī redz starojumu no iesprostotajām daļiņām ar zemāku enerģijas līmeni."
1949. gadā fiziķis Enriko Fermī paziņoja, ka kosmiskajam starojumam tiek piešķirta enerģija gāzu mākoņu magnētiskajos laukos. Turpmākajās desmitgadēs astronomiem izdevās pierādīt, ka šī procesa labākie kandidāti ir supernovu paliekas.
Jaunām supernovu atliekām ir raksturīgs spēcīgs magnētiskais lauks un augstas enerģijas kosmiskais starojums. Spēcīgais magnētiskais lauks notur augstas enerģijas daļiņas atlieku triecinvilnī pietiekami ilgi, lai tām piešķirtu paātrinājumu, kādu varam novērot mūsdienās.
Fermī teleskopa veiktie novērojumi liecina, ka GeV gamma starojums nāk no vietām, kur supernovu atliekas mijiedarbojas ar aukstu, blīvu gāzi.
"Mēs uzskatām, ka protoni, kas tiek paātrināti supernovu atliekās, saduras ar gāzes atomiem, radot gamma starojumu," teica Funks. Alternatīvs izskaidrojums varētu būt, ka gamma starojumu rada ātri elektroni, kas lido garām gāzu atomiem. "Patlaban mēs nevaram pateikt, kura no iespējām ir pareiza, bet ceram, ka turpmākie Fermī novērojumi mums palīdzēs."
Novērojumi apstiprina hipotēzi, ka supernovu paliekas darbojas kā milzīgi daļiņu paātrinātāji. "Cik atbilstoši ir tas, ka Fermī apstiprina ideju, kuru pirms vairāk kā 60 gadiem izvirzīja fiziķis, kura vārdā nosaukts teleskops," teica KIPAC direktors Rodžers Blendfords.
NASA
Komentāri
