Kozmikus részecskéket gyorsító szupernóva

21

Fontos e felfedezés a kozmikus sugárzás eredetének megértése
szempontjából, amelyet olyan nagyenergiájú atommagok alkotnak, amelyek
a Föld atmoszférájába is behatolnak a pólusoknál, és sokszor látványos
sarki fényt okoznak. Az általánosan elfogadott nézet szerint a sugárzás
nagy része a Nap aktivitásával, és ezzel kapcsolatban a
fler-jelenséggel (napkitörés) függ össze, illetve hasonló eseményekkel
más csillagok, pulzárok, vagy éppen fekete lyukak akkréciós korongja
esetében. De a szupernóva-robbanások lökéshullámai is az elsőszámú
gyanúsítottak között vannak. Ezt bizonyítják a Chandra észlelései is,
amelyeket a Tycho-féle szupernóva-maradvánnyal kapcsolatban végzett.

"Egyetlen
objektum észleléséből még nem állíthatjuk bizonyosan, hogy a
szupernóvák lökéshullámai lennének az elsődleges forrásai a kozmikus
sugárzásnak," mondta John P. Hughes, a Rutgers Egyetem (Piscataway, New
Jersey) kutatója és a kutatásokon alapuló, Astrophysical Journal-ben
megjelent cikk egyik szerzője. "Erős bizonyítékokat találtunk arra
nézve, hogy a lökéshullám legalább egy szupernóva-maradvány esetében a
kozmikus sugárzást alkotó felgyorsított atommagok keletkeznek.”

1572-ben
Tycho Brahe, dán csillagász egy fényes „új csillagot” fedezett fel és
tanulmányozott a Cassiopeia csillagképben. A jelenség korában
szenzációt keltett, hiszen ellentétben állt azzal a nézettel, miszerint
a csillagok (és néhány elfogadott kivételtől eltekintve az éjszakai
égbolt is) változatlanok. Évszázadokkal később a Chandra észlelései
révén a szupernóvák modern elméletének a robbanást követő állapotokra
vonatkozó részei módosultak. A Hughes és kollégái által publikált
eredmények révén bebizonyosodott, hogy a csillag robbanásakor keletkező
lökéshullámok máshogy viselkednek, mint azt az eddig elfogadott
elméletek leírták.

A
Chandra a szupernóva-maradványról készített felvételén egy táguló
buborék (zöld és vörös) látható, amelyet nagyenergiájú elektronok (kék)
alkotta rendkívül gyorsan mozgó héj vesz körül. (J. Warren, J. Hughes és társai nyomán)

A
szupernóva-maradvány a megfigyelések szerint kb. 10 millió km/h
sebességgel tágul. A tágulás két, a röntgentartományban sugárzó
lökéshullámot indukált: az egyiket a csillagközi anyag irányába
(radiálisan kifelé), a másikat pedig a szupernóva-maradvány központi
tartományának irányába. Ezek a lökéshullámok a repülőgépek
hangsebességet átlépve kialakuló morajlás analógiájára hirtelen,
jelentős nyomás- és hőmérséklet-változásokat produkálnak. A standard
elméletnek megfelelően a középponttól kifelé haladó lökéshullám kb. két
fényévnyire távolodott volna el (ez a Naphoz legközelebb eső csillag, a
Proxima Centauri távolságának nagyjából a fele). Ehelyett a Chandra azt
találta, hogy ez a távolság mindössze fél fényév.

"A jelenség
legvalószínűbb magyarázata az, hogy a kifelé haladó lökéshullám
energiájának nagyrésze a robbanás során keletkezett részecskék közel
fénysebességre gyorsítására fordítódik," mondta Jessica Warren, szintén
a Rutgers Egyetemről, aki egyben az Astrophysical Journal-ben megjelent
cikk egyik szerzője.

Ezt megelőző, rádió- illetve
röntgentávcsövekkel végzett mérések már megalapozták a feltevést, hogy
a Tycho-féle szupernóva-maradvány lökéshulláma az elektronokat nagy
sebességre gyorsítja fel. Ugyanakkor, mivel a felgyorsított atommagok
csak nagyon gyengén sugároznak a rádió- illetve a röntgen tartományban,
még nem gyorsította-e fel őket. A Chandra észlelései szolgáltatják
eddig a legerősebb érveket emellett az elmélet mellett, hogy az
atommagok tényleg az elektronok sebességének 100-szorosára vannak-e
felgyorsítva.

Hughes azt is hozzátette, hogy a Chandra a
Tycho-féle szupernóva-maradvánnyal kapcsolatban végzett mérései
jelentősen megváltoztatják a csillagászoknak a szupernóva-maradványok
fejlődéséről alkotott elképzeléseit. Kozmikus sugárzásban lévő
atommagok jelentős része módosítja a lökéshullám dinamikáját, és
valószínűleg szükségessé teszi, hogy a kisugározott energia
mennyiségének a szupernóva-maradvány bizonyos paramétereiből történő
meghatározására a csillagászok egy újabb módszert fejlesszenek ki.

Forrás: spaceflightnow.com 2005.09.22.

Hozzászólás

hozzászólás