Thay vì đầu tư vào máy gia tốc hạt ở đây trên Trái đất, các nhà vật lý có thể xem xét chỉ cần nổ tung một vài ngôi sao. Khi các hạt di chuyển xung quanh tàn dư, chúng đã tăng tốc bởi từ trường cực lớn, cuối cùng gần bằng tốc độ ánh sáng. Các hình ảnh từ Chandra cho thấy các hạt đang được gia tốc đến tốc độ tối đa theo dự đoán của các lý thuyết.
Những manh mối mới về nguồn gốc của các tia vũ trụ, các hạt năng lượng cao bí ẩn bắn phá Trái đất, đã được tiết lộ bằng cách sử dụng Đài quan sát tia X của NASA Chand Chandra. Một hình ảnh cực kỳ chi tiết về phần còn lại của một ngôi sao phát nổ cung cấp cái nhìn sâu sắc quan trọng về việc tạo ra các tia vũ trụ.
Lần đầu tiên, các nhà thiên văn học đã lập bản đồ tốc độ gia tốc của các electron tia vũ trụ trong tàn dư siêu tân tinh. Bản đồ mới cho thấy các electron đang được gia tốc ở gần tốc độ tối đa theo lý thuyết. Khám phá này cung cấp bằng chứng thuyết phục rằng tàn dư siêu tân tinh là nơi quan trọng để cung cấp năng lượng cho các hạt tích điện.
Bản đồ được tạo ra từ hình ảnh của Cassiopeia A, tàn dư có tuổi đời 325 năm được tạo ra bởi cái chết bùng nổ của một ngôi sao lớn. Các vòng cung màu xanh lam, khôn ngoan trong hình ảnh theo dõi sóng xung kích mở rộng bên ngoài nơi gia tốc diễn ra. Các màu khác trong hình ảnh cho thấy các mảnh vỡ từ vụ nổ đã được làm nóng đến hàng triệu độ.
Các nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết từ những năm 1960 rằng các tia vũ trụ phải được tạo ra trong mớ từ trường gây sốc, nhưng ở đây chúng ta có thể thấy điều này xảy ra trực tiếp, Michael cho biết Michael Stage của Đại học Massachusetts, Amherst. Giải thích về việc các tia vũ trụ đến từ đâu giúp chúng ta hiểu được các hiện tượng bí ẩn khác trong vũ trụ năng lượng cao.
Ví dụ như sự gia tốc của các hạt tích điện đến năng lượng cao trong nhiều loại vật thể khác nhau, từ các cú sốc trong từ quyển quanh Trái đất đến các tia nước ngoài vũ trụ tuyệt vời được tạo ra bởi các lỗ đen siêu lớn và có chiều dài hàng nghìn năm ánh sáng.
Các nhà khoa học trước đây đã phát triển một lý thuyết để giải thích làm thế nào các hạt tích điện có thể được gia tốc thành năng lượng cực cao - di chuyển với tốc độ gần như tốc độ ánh sáng - bằng cách nảy qua lại nhiều lần qua sóng xung kích.
Thành viên của nhóm Glenn Allen thuộc Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), Cambridge cho biết, các electron được tăng tốc mỗi khi chúng nhảy qua mặt trận xung kích, giống như chúng trong một cỗ máy pinball tương đối tính. Từ trường Các từ trường giống như các bộ đệm, và cú sốc giống như một chiếc dép.
Trong phân tích của họ về bộ dữ liệu khổng lồ, nhóm nghiên cứu đã có thể tách các tia X đến từ các electron gia tốc từ các electron đến từ các mảnh vụn sao nóng. Dữ liệu ngụ ý rằng một số các electron này được gia tốc với tốc độ gần với mức tối đa dự đoán theo lý thuyết. Tia vũ trụ bao gồm các electron, proton và ion, trong đó chỉ phát sáng từ các electron là có thể phát hiện được trong tia X. Các proton và ion, tạo thành phần lớn các tia vũ trụ, được cho là sẽ hoạt động tương tự như các electron.
Theo John Houck, John Houck, cũng của MIT, cho biết, rất vui khi thấy các khu vực nơi ánh sáng được tạo ra bởi các tia vũ trụ thực sự vượt trội hơn so với khí 10 triệu độ được đốt nóng bởi sóng xung kích siêu tân tinh. Điều này giúp chúng ta hiểu không chỉ các tia vũ trụ được gia tốc mà còn cả tàn dư siêu tân tinh phát triển như thế nào.
Khi tổng năng lượng của các tia vũ trụ đằng sau sóng xung kích tăng lên, từ trường đằng sau cú sốc được sửa đổi, cùng với đặc tính của chính sóng xung kích. Nghiên cứu các điều kiện trong các cú sốc giúp các nhà thiên văn học theo dõi sự thay đổi của tàn dư siêu tân tinh theo thời gian và cuối cùng hiểu rõ hơn về vụ nổ siêu tân tinh ban đầu.
Trung tâm bay không gian NASA Marshall Marshall, Huntsville, Ala., Quản lý chương trình Chandra cho cơ quan Ban giám đốc Sứ mệnh Khoa học. Đài quan sát vật lý thiên văn Smithsonian kiểm soát các hoạt động khoa học và chuyến bay từ Trung tâm X-quang Chandra, Cambridge, Mass.
Nguồn gốc: Chandra News phát hành
