Kosmiczne Obserwatorium Fermiego przygląda się szczątkom gwiazdy, która eksplodowała jako supernowa

fermi

Od wielu lat astronomowie poszukiwali miejsc we wszechświecie, które mogłyby być źródłem jednych z najbardziej energetycznych protonów w naszej galaktyce. Dwanaście lat pracy Kosmicznego Teleskopu Promieniowania Gamma Fermi pozwoliło odkryć, że takim źródłem może być jedna z pozostałości po supernowych.

Dane z Fermiego jednoznacznie wskazują, że fale uderzeniowe powstałe w eksplozjach supernowych mogą przyspieszać część cząstek do prędkości bliskich prędkości światła. Takie promienie kosmiczne zazwyczaj przyjmują formę protonów (aczkolwiek mogą to być też jądra atomowe lub elektrony). Przemierzając przestrzenie międzygwiezdne, często zmieniają one kierunek lotu, bowiem posiadają własny ładunek elektryczny, a tym samym reagują na galaktyczne pole magnetyczne. Efekt tego jednak jest taki, że bardzo ciężko jest stwierdzić skąd takie cząstki do nas przyleciały skoro zanim do nas dotarły wielokrotnie zmieniły kierunek lotu. Naukowcy zwracają jednak uwagę, że gdy takie cząstki zderzają się z gazem międzygwiezdnym w bezpośrednim otoczeniu pozostałości po supernowej, emitują one charakterystyczne promieniowanie gamma.

Uwięzione przez chaotyczne pole magnetyczne, cząstki takie wielokrotnie przecinają falę uderzeniową supernowej, za każdym razem zyskując prędkość i energię. W końcu szczątki po eksplozji nie mogą już ich utrzymać i odlatują w przestrzeń międzygwiezdną.

Astronomowie zidentyfikowali kilka podejrzanych PeVatronów (źródeł protonów o energii rzędu milionów miliardów elektronowoltów), w tym jedno w centrum naszej galaktyki. Oczywiście na szczycie listy kandydatów znajdują się pozostałości po supernowych. Jednak spośród około 300 znanych szczątków po takich eksplozjach, tylko kilka emituje promieniowanie gamma o wystarczająco wysokich energiach.

G106.3+2.7, to przypominający kształtem kometę obłok znajdujący się ok. 2600 lat świetlnych od Ziemi w kierunku gwiazdozbioru Cefeusza. Na północnej granicy obłoku znajduje się jasny pulsar, pozostałość po supernowej. Astronomowie podejrzewają, że oba te obiekty powstały w wyniku tej samej eksplozji.

Fermi odkrył w tej pozostałości po supernowej promienie gamma o energii rzędu miliarda elektronowoltów. Sieć teleskopów VERITAS z Obserwatorium Freda Lawrence’a Whipple w Arizonie zarejestrował w tym samym miejscu nawet bardziej energetyczne promieniowanie gamma.

Pulsar, J2229+6114, podczas wirowania emituje własne promienie gamma niczym latarnia morska. Jego poświata dominuje cały region promieniowaniem o energii kilku miliardów elektronowoltów.

„Jak dotąd G106.3+2.7 wydaje się wyjątkowa, ale może okazać się, że jest po prostu najjaśniejszym członkiem całej nowej populacji pozostałości po supernowych, które emitują promienie gamma osiągające energię TeV” – przekonują naukowcy. „Kolejne mogą zostać odkryte w przyszłości za pomocą Fermiego oraz innych obserwatoriów poszukujących wysokoenergetycznego promieniowania gamma”.

Radek Kosarzycki

Popularyzator astronomii. Kulturalny cham. Od 2015 r. codziennie pisze i mówi o kosmosie na Pulsie Kosmosu. Od 2020 r. pisze o kosmosie także na najlepszym polskim portalu technologicznym Spider's Web.