Supernovele ar putea funcționa drept cele mai puternice acceleratoare de particule din Univers, cu condiția să piardă o parte importantă din masa lor înainte de explozia finală, arată un nou studiu citat de Live Science.
Astronomii observă de aproape un secol fluxuri de particule de înaltă energie – razele cosmice – provenind din spațiul îndepărtat. Acestea sunt alcătuite în principal din protoni și, mai rar, din nuclee ale unor elemente grele. Deși majoritatea sunt deviate de câmpul magnetic al Pământului sau absorbite de atmosfera superioară, unele ajung până la sol. Se estimează că, în medie, o rază cosmică atinge corpul uman o dată pe secundă.
Razele cosmice acoperă o plajă vastă de energii, unele dintre ele depășind 1 peta-electron Volt (PeV) – adică de până la o mie de ori mai mare decât energia produsă de Large Hadron Collider, cel mai mare accelerator de particule de pe Pământ.
Ipoteza conform căreia supernovele ar fi sursa acestor particule nu este nouă: ele dispun de energia, materia și câmpurile magnetice necesare pentru a accelera particulele subatomice la viteze extreme. Totuși, observațiile unor rămășițe de supernove din apropiere, precum Tycho sau Cassiopeia A, nu au confirmat această teorie, nivelul razelor cosmice fiind mai redus decât se anticipa.
Un nou studiu, acceptat pentru publicare în revista Astronomy & Astrophysics, propune o explicație alternativă.
Cercetătorii susțin că doar supernovele care pierd o cantitate semnificativă din masa lor – cel puțin două mase solare – înainte de explozie pot genera raze cosmice de energie PeV, devenind ceea ce specialiștii numesc „PeVatroni”.
Această pierdere de masă, cauzată de vânturi stelare puternice, trebuie să aibă loc cu suficient timp înainte de explozie, iar materia expulzată trebuie să rămână densă și aproape de stea. În momentul exploziei, unda de șoc lovește acest strat de materie, iar câmpurile magnetice rezultate accelerează particulele la niveluri energetice extreme.
Fenomenul durează doar câteva luni, după care energia sistemului scade. De aceea, astfel de „PeVatroni” nu au fost încă observați direct – sunt rari și efemeri, iar o supernovă suficient de apropiată pentru a fi analizată în detaliu nu a apărut în epoca observațională modernă.
Articolul Supernovele, posibile surse ale celor mai puternice raze cosmice din Univers apare prima dată în Pedagoteca.