Los astrónomos han logrado por primera vez cuantificar los componentes de protones y electrones de los rayos cósmicos en un remanente de supernova. Al menos el 70% de los rayos gamma de muy alta energía emitidos por los rayos cósmicos se deben a protones relativistas, según elnovedoso análisis de imágenes de radiación de radio, rayos X y rayos gamma. El sitio de aceleración de los protones, los principales componentes de los rayos cósmicos, ha sido un misterio de 100 años en la astrofísica moderna, esta es la primera vez que la cantidad deLos rayos que se producen en un remanente de supernova se ha demostrado cuantitativamente y es un paso histórico en la elucidación del origen de los rayos cósmicos.
El origen de los rayos cósmicos, las partículas con mayor energía del universo, ha sido un gran misterio desde su descubrimiento en 1912. Debido a que los rayos cósmicos promueven la evolución química de la materia interestelar, comprender su origen es fundamental para comprender la evolución deSe cree que los rayos cósmicos son acelerados por los remanentes de supernovas los efectos secundarios de las explosiones de supernovas en nuestra Galaxia y viajaron a la Tierra casi a la velocidad de la luz. Los avances recientes en las observaciones de rayos gamma han revelado que muchas supernovasLos remanentes emiten rayos gamma a energías de teraelectronvoltios TeV. Si los rayos gamma son producidos por protones, que son el componente principal de los rayos cósmicos, entonces se puede verificar el origen remanente de supernova de los rayos cósmicos. Sin embargo, los rayos gamma también son producidos por electrones, es necesario determinar si el origen del protón o del electrón es dominante, y medir la proporción de las dos contribuciones. Los resultados de este estudio proporcionan pruebas convincentesidencia de los rayos gamma que se originan en el componente protón, que es el componente principal de los rayos cósmicos, y aclara que los rayos cósmicos galácticos son producidos por remanentes de supernova.
La originalidad de esta investigación es que la radiación de rayos gamma está representada por una combinación lineal de componentes de protones y electrones. Los astrónomos conocían una relación de que la intensidad de los rayos gamma de los protones es proporcional a la densidad del gas interestelar obtenida por línea de radioPor otro lado, también se espera que los rayos gamma de los electrones sean proporcionales a la intensidad de los rayos X de los electrones. Por lo tanto, expresaron la intensidad total de los rayos gamma como la suma de dos componentes de los rayos gamma, uno delorigen del protón y el otro del origen del electrón. Esto llevó a una comprensión unificada de tres observables independientes. Este método se propuso por primera vez en este estudio. Como resultado, se demostró que los rayos gamma de protones y electrones representan el 70% y 30% del total de rayos gamma, respectivamente. Esta es la primera vez que se cuantifican los dos orígenes. Los resultados también demuestran que los rayos gamma de protones están dominados en la región interestelar rica en gass, mientras que los rayos gamma de los electrones aumentan en la región pobre en gas.Esto confirma que los dos mecanismos funcionan juntos y respaldan las predicciones de estudios teóricos previos.
"Este método novedoso no podría haberse logrado sin colaboraciones internacionales", dice el profesor emérito Yasuo Fukui de la Universidad de Nagoya. Dirigió este proyecto y ha cuantificado con precisión la distribución de la densidad del gas interestelar utilizando el radiotelescopio NANTEN y el Australia Telescope Compact Array desde 2003.Aunque la resolución de los rayos gamma era insuficiente para realizar un análisis completo en ese momento, el profesor Gavin Rowell y la Dra. Sabrina Einecke de la Universidad de Adelaide y el equipo de HESS mejoraron drásticamente la resolución espacial y la sensibilidad de los rayos gamma a lo largo de los años, lo que lo hizo posible.para compararlos con precisión con el gas interestelar. El Dr. Hidetoshi Sano del Observatorio Astronómico Nacional de Japón dirigió el análisis de imágenes de rayos X de conjuntos de datos de archivo del satélite europeo de rayos X XMM-Newton. El Dr. Einecke y el Prof. Rowell trabajaron en estrecha colaboración conEl Prof. Fukui y el Dr. Sano sobre la realización de estudios detallados que examinaron las correlaciones a través de los rayos gamma, rayos X and emisión de radio."Este método novedoso se aplicará a más remanentes de supernovas utilizando el telescopio de rayos gamma CTA Cherenkov Telescope Array de próxima generación, además de los observatorios existentes, lo que avanzará enormemente en el estudio del origen de los rayos cósmicos".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Nagoya . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :