지난 세기 동안, 물리학 자들은 우주 광선, 고속으로 공간을 뚫고 모든 방향에서 똑같이 나오는 것처럼 보이는 입자 (대부분 양성자)를 당황했습니다. 이 은하 발사체의 원천은 무엇입니까? 그리고 그들은 어떻게 그렇게 빨리 여행하게됩니까? 오늘 국제 팀은 이러한 질문에 대답하기위한 주요 단계를 발표했습니다. 적어도 우주 광선 중 일부는 자연 입자 가속기 역할을하는 폭발 된 별의 물질을 확장시키는 초신성 잔재에서 나온다는 결정적인 증거를 발표했습니다.
우주 광선은 그들의 상호 작용이 그들의 기원을 모호하게하기 때문에 지속적인 미스터리를 입증했습니다. 하전 입자이기 때문에 공간에서 자기장의 푸시 및 당김을 "느낌"합니다. 결과적으로 그들은 길고 반복되는 길로 은하계를 가로 질러 여행하여 지구의 탐지기가 출신의 위치를 추적하는 것을 불가능하게 만듭니다.
입자가 이동하는 속도는 폭력적인 고 에너지 공급원에서 나와야한다는 것을 시사합니다. 연구원들은 오랫동안 초신성 남은자를 의심했지만 그것을 증명할 방법이 없었습니다. 캘리포니아 주 팔로 알토에있는 스탠포드 대학교 (Stanford University)의 스탠포드 펑크 (Stefan Funk)는 170 명의 강력한 팀의 대변인이라고 말합니다. 가속화 된 양성자의 부산물로 생산 된 고 에너지 광자 인 감마선은 전하가 없기 때문에 직선으로 우주를 통과하기 때문에 중성 메신저의 역할을 채 웁니다. 그러나 고속 전자는 또한 감마선을 생성하며, 지금까지 물리학 자들은 초신성 잔재에서 감지하는 감마선이 전자 나 양성자에서 나오는지 여부를 알 수 없었습니다. 더블린 고급 연구 연구소의 루크 드리 (Luke Drury)는“이 두 가지를 분리하는 것은 매우 어려웠다.
1949 년 이탈리아 계 미국인 물리학자인 Enrico Fermi는 처음으로 초신성 남은자가 양성자를 가속화 할 수있는 방법을 제안했다. 이 메커니즘은 다음과 같이 진행됩니다. Supernova Remnant는 별 사이의 확산 가스, 즉 성간 매체로 바깥쪽으로 밀리는 구형 물질의 확장입니다. 이것은 쉘의 전면에 충격파를 생성하며,이 충격 전면은 앞뒤로 복잡한 자기장을 따라 운반됩니다. 영향을받는 가스에서 양성자와 같은 하전 된 입자는이 두 필드 사이에서 앞뒤로 튀어 나와 충격 전면을 반복적으로 통과시키고 각 패스에서 새로운 에너지를 차지할 수 있습니다. 결국 그것은 자기장을 피하고 우주 광선으로 우주로 쏘기에 충분한 에너지를 얻을 것입니다.
고속 양성자가 성간 매체에서 저속 사촌 중 하나와 충돌 할 때, 그들의 상호 작용은 종종 중성 파온이라고하는 기본 입자를 생성합니다. PION은 거의 즉시 두 개의 감마 광선으로 붕괴됩니다. 고 에너지 양성자를 보여주는 중성 메신저가 존재합니다. Supernova Remnant에 의해 가속 된 전자는 또한 감마선을 생성하지만, 두 세트의 감마선의 에너지 스펙트럼에서 미묘한 차이를 남기는 다른 메커니즘에 의해 다른 메커니즘에 의해 다른 메커니즘에 의해. 양성자의 감마는 실제로 파이온에서 나오기 때문에 각 감마선은 파이온의 에너지의 절반 이상을 가져야합니다. 낮은 에너지 감마선은 에너지 스펙트럼에 나타나지 않습니다. 대조적으로 전자의 감마 광선은 저에너지 컷오프 지점을 보여주지 않습니다.
깊은 공간의 감마 광선은 지구의 대기가 표면에 도달하기 전에 멈추기 때문에 감지하기가 어렵습니다. 그리고 최근까지 궤도 탐지기는 에너지 컷오프를 감지하기에 충분히 정확하지 않았습니다. 그러나 NASA의 Fermi Gamma-ray Space Telescope는이를 수행 할 수 있으며 Funk의 팀은 2008 년에 출시 된 직후 곧 사용하기 시작했습니다. 향후 4 년간 그들은 근처의 초신성 남은 자료 2 개를 연구했습니다. 펑크는“악기는 완벽하지는 않지만 올바른 에너지에서 컷오프를 분명히 볼 수있다. "우리는 초신성 남은 자들이 우주 광선을 가속화 할 수 있음을 분명히 보여 주었다." 독일 하이델베르크의 맥스 플랑크 핵 물리 연구소 (Max Planck Physics)의 베르너 호프만 (Werner Hofmann)은“이것은 매우 중요하고 예상치 못한 결과이다. 그것은 "적어도이 특별한 수준의 초신성 잔해에 대해 사건을 해결한다."
이 팀은 초신성 남은자가 우주 광선의 원천임을 보여 주었다. 그러나 그들은 주요 소스입니까? Funk는 더 많은 데이터가 축적되고 더 많은 물체에 대한 연구가 필요하지만, 최소한 연구자들은 이제 필요한 도구를 가지고있다.
