Kosmos kryje wiele tajemnic, które wciąż próbujemy zrozumieć. Wśród obiektów emanujących naładowane cząstki i niesamowicie silne promieniowanie gamma znajdują się pozostałości supernowych, pulsary oraz aktywne jądra galaktyk. Te źródła mogą generować cząstki emitujące energie znacznie przekraczające te wytwarzane w trakcie syntezy jądrowej wewnątrz gwiazd.

Najnowsze badania opublikowane w "Physical Review Letters" przez astrofizyków z konsorcjum H.E.S.S. ujawniają, że udało się zidentyfikować elektrony i pozytony promieniowania kosmicznego o niezwykle wysokiej energii – przekraczającej 40 teraelektronowoltów (TeV). Co ważne, zdolność tych cząstek do utraty energii podczas podróży przez przestrzeń wskazuje, że ich źródło znajduje się w niedalekiej odległości od Ziemi, biorąc pod uwagę olbrzymią skale kosmosu.

Granice Akceleracji Cząstek

Promienie gamma, które docierają do naszej planety, są w stanie ujawnić informacje o swoim pochodzeniu, ponieważ przechodzą przez wszechświat bez zauważalnych zakłóceń. Sytuacja jest jednak bardziej skomplikowana w przypadku naładowanych cząstek zwanych promieniami kosmicznymi, które są nieustannie wpływane przez pola magnetyczne rozciągające się w całym wszechświecie. Ta interakcja powoduje, że promienie kosmiczne docierają do Ziemi z różnych kierunków.

Badanie naładowanych cząstek o energiach powyżej 1 TeV jest niezwykle trudne. Obserwatoria kosmiczne posiadają detektory o niewielkich rozmiarach, które nie są w stanie uchwycić odpowiedniej liczby takich cząstek. Z kolei instrumenty umieszczone na powierzchni Ziemi mogą jedynie pośrednio identyfikować promieniowanie kosmiczne poprzez zjawisko deszczu cząstek wtórnych, które powstają w wyniku interakcji tych promieni z atmosferą.

Zastosowania i Znaczenie Odkrycia

Obserwatorium H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System) zlokalizowane w Namibii opiera swoje badania na teleskopach, które rejestrują słabe promieniowanie Czerenkowa powstające na skutek interakcji naładowanych cząstek z atmosferą naszej planety. Mimo że głównym celem H.E.S.S. jest analiza promieni gamma, zebrane dane mogą być również używane do badania elektronów promieniowania kosmicznego.

Dzięki wykorzystaniu zaawansowanych algorytmów badacze przeszukali ogromne zbiory danych zgromadzonych przez dekadę za pomocą czterech teleskopów o średnicy 12 metrów. Udało im się wyizolować dane o wysoceenergetycznych elektronach promieniowania kosmicznego, co pozwoliło na identyfikację załamania w rozkładzie energii tych cząstek.

"To odkrycie jest istotne, ponieważ sugeruje, że elektrony promieniowania kosmicznego pochodzą z niewielkiej liczby źródeł w bliskiej odległości od naszego Układu Słonecznego, które oddalone są zaledwie o kilka tysięcy lat świetlnych. To zaskakująco blisko, gdy porównamy to z rozmiarami naszej Galaktyki" – wyjaśnia Kathrin Egberts z Uniwersytetu w Poczdamie, jedna z autorek badania.

To odkrycie może otworzyć nowy rozdział w badaniach nad źródłami promieniowania kosmicznego oraz dostarczyć kluczowych informacji na temat procesów zachodzących w energie kosmicznej!