Halott csillagból érkezik a valaha mért legnagyobb energiájú sugárzás

A namíbiai H.E.S.S. obszervatóriumban dolgozó csillagászok mérték az eddig ismert legnagyobb energiájú gamma-sugarakat. A sugarak 20 teraelektronvoltosak, energiájuk a látható fény ezermilliárdszorosa (10¹²).

A nemzetközi kutatócsapat a Nature Astronomyben megjelent beszámolójában kitért rá, hogy a gamma-sugarak keletkezésével kapcsolatos jelenlegi elméletek aligha egyeztethetők össze a mért eredményekkel.

A sugarak egy pulzárból érkeztek. A pulzárok az életüket szupernóva-robbanással bevégző csillagok maradványai, mintegy 20 kilométer átmérőjű extrém sebességgel forgó, szélsőségesen erős mágneses mezővel rendelkező égitestek.

Ezek a halott csillagok szinte kizárólag neutronokból állnak, és a sűrűségük rendkívüli. Anyagukból egy teáskanálnyi ötmilliárd tonnát nyom, annyit, mint kilencszáz gízai nagy piramis

– mutatott rá Emma de Oña Wilhelmi, a kutatás egyik szerzője.

A pulzárok forgásuk és a belőlük áradó erős elektromágneses sugárzás miatt egyfajta kozmikus világítótoronyként is működnek – azokat, amelyek mozgásuk közben a Föld felé néznek, szabályos felvillanásként észleljük, innen a nevük.

A tudósok szerint a gamma-sugarak forrásai a pulzárplazmából és erős elektromágneses mezőből álló magnetoszférában nagy sebességgel haladó elektronok.

Útjuk során az elektronok energiát nyelnek el, amit a megfigyelt sugarak formájában adnak le

– magyarázta a kutatásban részt vevő lengyel csillagász, Bronek Rudak.

A rekordenergiájú sugarak forrása a 800 fényévnyire található Vela pulzár, amely egy 12 300 évvel ezelőtti szupernóva-robbanás során jöhetett létre. A pulzár másodpercenként 11 fordulatot tesz a tengelye körül, és eddig csak pár gigaelektronvoltos sugarait észlelték. A jelenség viszonylag elvágólagos volt, ezért úgy gondolták, hogy az elektronok ilyen nagyságrendű energiát vesznek fel, mielőtt elérnék a pulzár magnetoszférájának határát.

A H.E.S.S. obszervatóriumban most fedezték fel a sugárzás újabb, kétszázszor nagyobb energiájú komponensét. Ezek ugyanolyan időközönként mérhetők, mint a gigaelektronvoltos sugarak, vagyis ezek olyan elektronokból származhatnak, amelyek valamilyen oknál fogva sokkal több időt töltenek a magnetoszférában, ha egyáltalán ilyesmi történik.

„Újra kell gondolnunk, hogy működnek ezek a természetes részecskegyorsítók” – jelezte a kutatás vezetője, a francia Arache Djannati-Atai.

A hagyományos elképzelés, amely szerint a részecskék mágneses erővonalak mentén gyorsulnak, nem nyújtanak elégséges magyarázatot a megfigyelésekre. Talán egy mágneses rekonnekciós folyamat okozza a fénynyalábon túl, úgy, hogy követi az eredeti forgási mintát? Ez a forgatókönyv sem elég jó, ha ezt az extrém sugárzást kell megmagyarázni

– mondta.

Mindenesetre a nagy energiájú sugarak terén egyelőre a Vela a rekorder. A felfedezés egyben újabb ablakot nyit a műszeres fejlesztések terén, mivel a tervezett gamma-sugár teleszkópoknál is javasoltak immár a teraelektronvoltos tartományú mérési képességek.

(Phys.org)