Vědci možná objevili nejsilnější akcelerátor částic ve vesmíru – a velký Hadron Collider má svou práci vyříznut
Supernovy se mohou stát některými z nejsilnějších slaliderů částic ve vesmíru – ale pouze pokud projdou hodně plynu, než explodují, zjistí nový výzkum.
Téměř století astronomové detekovali vysoce energetické částice, které proudily ze vzdáleného vesmíru. Známý jako Kosmické paprskyJsou vyrobeny především z protonů a občas o jádrech těžších prvků. Většina kosmických paprsků je odkloněna magnetickým polem Země nebo je absorbována v horní atmosféře, ale některé to dělají až na povrch. Zhruba jednou za sekundu se kosmickému paprsku podaří udeřit vaše tělo.
Kosmické paprsky pokrývají širokou škálu energie, přičemž nejsilnější jsou vrcholem jednoho peta-elektronového voltu (PEV). To je jeden kvadrilionový elektronový volt, nebo až tisíckrát silnější než kolizní energie Velký hadron ColliderNejsilnější atomový rozbití na světě.
Astronomové již dlouho měli podezření, že za tyto extrémně silné kosmické paprsky mohou být zodpovědné výbušné úmrtí masivních hvězd. Koneckonců, tyto supernovy mají všechny správné ingredience: existuje detonace s více než dostatečnou energií, záplavou základních částic a magnetická pole, která mohou tyto částice vést do šílenství, než je uvolní do vesmíru.
Ale pozorování zbytků Supernova, jako je Tycho a Cassiopeia a nesplnili očekávání; Kosmické paprsky pocházející z těchto míst jsou mnohem slabší, než se očekávalo.
V papíru přijat k publikaci V časopise Astronomie a astrofyziku vědci zachránili hypotézu supernovy a zjistili, že zbytky supernových jsou ve zvláštních případech skutečně schopny stát se „pevatrony“ – tj. Výbuchy schopné generovat kosmické paprsky PEV.
Související: Největší atomový Smasher na světě proměnil vedení ve zlato – a poté jej v okamžiku zničil
Tým zjistil, že předtím, než se vydá Supernova, musí hvězda ztratit značné množství hmoty – nejméně dva sluneční hodnoty materiálu. To je poměrně běžné, protože silné větry mohou před hlavním výbuchem vytáhnout vnější vrstvy atmosféry hvězd. Ale je důležité, že tento materiál se nemůže příliš rozptýlit. Musí to zůstat husté, kompaktní a blízko hvězdy.
Poté, když se konečně stane supernova, rázová vlna z explodující hvězdy zabouchne do této skořápky materiálu. A pak se všechno peklo uvolní.
Když šok cestuje okolní skořápkou, magnetická pole zvyšuje neuvěřitelně silné energie. Tato magnetická pole berou jakékoli náhodné subatomické částice – trosky ve skořápce – a zrychlují je a odrážejí je tam a zpět v rámci rázové vlny. S každým odrazem získává částice více energie. Nakonec dostane dostatek energie, aby nechal chaos úplně a proudil do vesmíru.
Ale během několika měsíců systém ztrácí páru, když se rázová vlna zpomaluje. Stále produkuje hojné kosmické paprsky, ale ne nad prahem PEV.
Tento scénář vysvětluje, proč jsme přímo nepozorovali žádné aktivní pevatrony. Přestože supernova dojde k Mléčná dráha Každých několik let nebyl žádný v moderní době dostatečně blízko, abychom pozorovali krátké okno, když mohou zrychlit kosmické paprsky na tyto extrémní energie. Takže budeme muset být trpěliví.
