یک تجزیه و تحلیل بر روی مشاهدات دوازده ساله پرتو گاما به محققان این امکان را داده است که منبع کهکشانی پرتوهای کیهانی پرانرژی را مشخص کنند.

J. English/University of Manitoba; NASA/Fermi/K. Fang et al. [1]; Canadian Galactic Plane Survey/DRAO

پرتوهای کیهانی دائما از تمامی جهات زمین را بمباران می‌کنند. طیف انرژی این ذرات (که بیشتر پروتون‌ها و دیگر هسته‌های اتمی هستند) تقریبا از قانون توانی پیروی می‌کنند. بیشتر این ذرات دارای انرژی‌هایی در حد چند GeV یا کمتر هستند، اما یک ویژگی طیفی در حدود یک PeV به کسری از ذرات شتاب گرفته تا انرژی‌های بالاتر اشاره می‌کند. تصور می‌شد که این پرتوهای کیهانی پرانرژی از درون کهکشان ما سرچشمه می‌گیرند، اما هویت شتاب‌دهنده‌ها یا PeVatrons که آن‌ها را تولید می‌کند به صورت یک راز باقی مانده است. اکنون، پس از تجزیه و تحلیل داده‌های 12 ساله که توسط تلسکوپ منطقه بزرگ فرمی (Fermi LAT) به دست آمده است، محققان به یک ابرنواختر باقی مانده (SNR) به عنوان یک منبع بالقوه اشاره می‌کنند.

تعیین منبع اصلی پرتوهای کیهانی سخت است. زیرا مسیر حرکت این ذرات باردار توسط میدان‌های مغناطیسی بین‌ستاره‌ای دچار اختلال می‌شود. ستاره‌شناسان با رصد تابش گامای ایجاد شده در اثر برهمکنش پرتوهای کیهانی با مواد بین‌ستاره‌ای نزدیک به جایی که ستاره‌شناسان فکر می‌کنند ذرات ایجاد شده‌اند، به صورت غیرمستقیم مکان منابع پرتوهای کیهانی را مشخص می‌کنند. اما تابش با انرژی‌های بالا می‌توانند نشان‌دهنده یک PeVatron باشد که می‌تواند توسط فرآیندهای دیگری همانند معکوس پراکندگی کامپتون تابش ‌زمینه کیهانی توسط الکترون‌های نسبیتی، ایجاد شده باشد.

که فنگ Ke Fang در دانشگاه Wisconsin Madison و همکارانش با مطالعه G106.3+2.7، که یک SNR که حدودا 2600 سال نوری از ما فاصله دارد، به دنبال سازوکاری هستند که بتواند هم تابش گامای شناسایی شده از آن توسط Fermi-LAT و هم اشعه ایکس و موج‌های رادیویی اندازه‌گیری شده به وسیله سایر رصدها را مطابقت دهند. آن‌ها دریافتند که داده‌ها به شدت این ایده را که SNR یک PeVatron است، را حمایت می‌کنند، در حالی که آن‌ها با ایده منبع معکوس پراکندگی کامپتون برای تابش ناسازگاراند. فنگ می‌گوید که او امیدوار است که G106.3+2.7 اولین مورد از بسیار PeVatronsهای کهکشانی که کشف خواهند شد، باشد.

K. Fang et al., “Evidence for PeV proton acceleration from Fermi-LAT observations of SNR G106.3 + 2.7,” Phys. Rev. Lett. 129, 071101 (2022).

ترجمه خبر: مرتضی شاکر آرانی

منبع خبر: وبگاه APS