Galaksinin dört bir yanına dağıldı, patlamaya hazır! Evrendeki en güçlü parçacık çarpıştırıcısı keşfedildi

Yapılan yeni bir araştırma, bazı süpernovaların evrenin en güçlü kozmik ışın hızlandırıcıları haline gelebileceğini gösterdi. Peki bu ne demek?

GALAKSİNİN DÖRT BİR YANINA DAĞILDI, PATLAMAYA HAZIR OLABİLİR

Yaklaşık olarak bir asırdır gökbilimciler, uzak evrenden gelen ve kozmik ışınlar olarak adlandırılan yüksek enerjili parçacıkları gözlemlemekte. Bu ışınlar, genel olarak protonlardan, bazen de daha ağır atom çekirdeklerinden oluşuyor. Her saniye bir kozmik ışın insan vücuduna ulaşıyor. Ancak bunların çoğu, Dünya’nın manyetik alanı tarafından yolundan saptırılıyor veya atmosferde emiliyor.

Çok geniş bir enerji yelpazesinde yer alan kozmik ışınların en güçlüleri, bir peta-elektron volt’u (PeV) (yani bir katrilyon elektron volt) aşabiliyor. Bu enerji, dünyanın en güçlü parçacık hızlandırıcısı olan CERN’deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’ndan yaklaşık bin kat daha fazla.

Bilim insanları uzun bir süredir, dev yıldızların patlamasıyla oluşan süpernovaların bu aşırı güçlü ışınlardan sorumlu olabileceğini düşünmekte. Süpernova patlamaları; yüksek enerji, temel parçacıklar ve güçlü manyetik alanlar gibi gereken tüm koşulları sağlamakta. Fakat Tycho ve Cassiopeia A gibi yakındaki süpernova kalıntılarında yapılan gözlemler, beklenen düzeyde güçlü kozmik ışınlar üretildiğini göstermedi.

Astronomy & Astrophysics dergisinde yayımlanmak üzere kabul edilen yeni bir çalışma, bu çelişkiye bir açıklama getiriyor. Araştırmacılar, belirli koşullar altında süpernova kalıntılarının gerçekten de PeV enerjili kozmik ışınlar üretebileceğini, yani "PeVatronlar" haline gelebileceğini ortaya çıkardı.

Bunun gerçekleşebilmesi için, yıldızın süpernovaya dönüşmeden önce en az iki Güneş kütlesi kadar madde kaybetmiş olması gerekli. Bu tür kütle kaybı, yıldızlardan gelen güçlü yıldız rüzgarlarıyla yaygın olarak görülmekte. Fakat önemli olan, bu maddenin uzaya dağılmaması; tam tersi yoğun ve yıldızın çevresinde kalması.

Roma yapıları nasıl 2 bin yıldır ayakta? Binlerce yıl dayanan Roma betonunun sırrı

Süpernova gerçekleştiğinde, oluşan şok dalgası bu madde kabuğuna çarpıyor. Bu çarpışma da manyetik alanları olağanüstü derecede güçlendiriyor. Bu alanlar, kabukta bulunan atom altı parçacıkları alıp hızlandırarak, onları şok dalgası içinde ileri geri zıplatıyor. Her sıçrayışta parçacık daha da fazla enerji kazanıyor ve sonunda kozmosa kaçacak kadar hızlanıyor.

Ancak bu süreç yalnızca birkaç ay sürmekte. Şok dalgası zamanla yavaşladığı zaman, sistem PeV düzeyinde ışın üretmeyi bırakıyor. Bu da neden şu ana dek aktif bir PeVatron’u doğrudan gözlemleyemediğimizi açıklamakta. Her ne kadar Samanyolu’nda her birkaç yılda bir süpernova meydana gelse de bu olaylar günümüze kadar yeterince yakın bir mesafede ve uygun zamanda olmadı.