Skąd promieniowanie kosmiczne w Drodze Mlecznej? Naukowcy szukają jego źródeł

Promieniowanie kosmiczne, wykryte po raz pierwszy w 1912 roku, od ponad 100 lat zaprząta głowy naukowców. W tym czasie pojawiły się doniesienia, że ten typ promieni może pochodzić ze Słońca, kwazarów, wybuchów promieniowania gamma a nawet supernowych.

Promieniowanie kosmiczne (korpuskularne) składa się w większości z protonów, cząstek alfa i elektronów, choć w jego skład wchodzą również cięższe jądra, stanowiąc zaledwie ułamek całości. Jest ono przy tym rozpędzone do bardzo wysokich wartości, zbliżonych do prędkości światła. Ten aspekt (czyli prędkość), podobnie jak pochodzenie, od dawna zastanawia astronomów.

Czytaj też: Międzygwiezdne obłoki molekularne mogą funkcjonować jako detektory promieniowania kosmicznego

Nowe ustalenia w tej sprawie, sporządzone przez naukowców z Uniwersytetu w Nagoi, zostały opisane na łamach The Astrophysical Journal. Z opublikowanych komunikatów wynika, że potencjalna przełomowość tych analiz wynika z faktu, że promieniowanie gamma jest reprezentowane przez liniową kombinację składowej protonowej i elektronowej.

Promieniowanie kosmiczne zostało po raz pierwszy wykryte w 1912 roku

Astronomom znana była zależność, że natężenie promieniowania gamma pochodzącego od protonów jest proporcjonalne do gęstości gazu międzygwiazdowego. Jednocześnie promieniowanie gamma pochodzące od elektronów powinno być proporcjonalne do natężenia promieniowania rentgenowskiego pochodzącego od elektronów.

W związku z tym naukowcy wyrazili całkowite natężenie promieniowania gamma jako sumę dwóch składowych: jednej pochodzącej od protonów i drugiej – od elektronów. W ten sposób udało się wykazać, że promieniowanie gamma pochodzące od protonów i elektronów stanowi odpowiednio 70% i 30% całkowitego promieniowania gamma. Jakby tego było mało, promienie gamma związane z protonami dominują w regionach bogatych w gaz międzygwiazdowy. Z kolei promienie gamma powiązane z elektronami są częściej spotykane w regionach ubogich w gaz.

Czytaj też: Brązowe karły są jak nieudane gwiazdy. Badania pięciu obiektów mogą wyjaśnić ich tajemnice

Celem obserwacji prowadzonych przez japońskich badaczy, wspieranych przez przedstawicieli Uniwersytetu w Adelajdzie, były pozostałości supernowej, zwane RX J1713.7?3946 (RX J1713). Zespół korzystał z instrumentów wchodzących w skład Narodowego Japońskiego Obserwatorium Astronomicznego oraz użył danych zebranych przez namibijskie obserwatorium promieniowania gamma zarządzane przez naukowców z Max Planck Institute for Nuclear Physics. Zostały one później połączone ze zbiorami wykonanymi dzięki XMM-Newton.