Początki promieniowania kosmicznego
Początki promieniowania kosmicznego przez dekady stanowiły tajemnicę dla astrofizyków. Jednak naukowcy pracujący w ramach finansowanego ze środków UE projektu "Gamma ray astronomy and the origin of galactic cosmic rays" (GAMMA) opublikowali nowe dowody opracowane na podstawie danych z wysokoenergetycznego systemu stereoskopowego HESS. Kolizje protonów powodują powstawanie cząsteczek subatomowych nazywanych neutralnymi pionami, które szybko rozpadają się na fotony promieniowania gamma. W odróżnieniu od promieni kosmicznych, promieniowanie gamma nie poddaje się wpływowi pola magnetycznego, dzięki czemu można prześledzić pokonywaną przez nie drogę do miejsca ich powstania. Naukowcy w projekcie GAMMA poszukiwali promieniowania gamma, aby potwierdzić koncepcję powstawania promieni kosmicznych. Promienie gamma z pojedynczych pozostałości po supernowych zostały oszacowane przy założeniu, że te obiekty rzeczywiście były źródłem promieniowania kosmicznego. Wyniki porównano z obserwacjami teleskopów czerenkowowskich systemu HESS. Teleskopy te, znajdujące się w Namibii, pozwoliły naukowcom zbadać źródła promieniowania gamma o natężeniu rzędu kilku tysięcznych strumienia z mgławicy Kraba — najjaśniejszego źródła promieni gamma na niebie. Zgodność danych z systemu HESS i teoretycznych prognoz posłużyła badaczom GAMMA za punkt wyjściowy do badań promieniowania kosmicznego, które zostało wygenerowane przez swoje źródło. Naukowcy założyli, że prędkość promieni kosmicznych jest im nadawana stopniowo i w długich okresach przez gazowe wyrzuty supernowych. Szacowane emisje promieniowania gamma są oparte na założeniu, że ogromne molekularne chmury otaczają źródło promieni kosmicznych. Efekty prac zostały porównane z obserwacjami pozostałości po supernowej W28, w pobliżu których znajduje się molekularna chmura. Poprzez porównanie danych i teoretycznych założeń dotyczących promieni gamma ustalono charakterystykę rozpraszania się promieni kosmicznych. W szczególności po raz pierwszy zdefiniowano współczynnik dyfuzji, co nie było możliwe w przypadku stosowania tylko obliczeń teoretycznych. Projekt GAMMA pozwolił uzyskać jednoznaczne dowody na to, że supernowe mogą wytwarzać promienie kosmiczne. Jednak nierozstrzygnięta pozostaje kwestia tego, czy to wybuchy gwiazd odpowiadają za większość promieniowania kosmicznego. Niejasne jest również to, do poziomu jakich energii pozostałości po supernowych mogą przyspieszać cząsteczki. Odpowiedź na te pytania ma pozwolić znaleźć obecnie budowany układ teleskopów czerenkowowskich.
Słowa kluczowe
Supernowa, protony, jądra atomowe, promienie kosmiczne, HESS, promienie gamma, teleskop czerenkowowski, mgławica Kraba, układ teleskopów