Supernovaer lager kosmisk stråling

Lenge har forskerne hatt mistanke, men nå er det sikkert: Eksploderende stjerner slynger ut skurer av superraske atomkjerner.

Publisert
Når supernovaer eksploderer, sender de ut sjokkbølger med turbulente magnetfelt som akselererer protoner til enorme energier. Mekanismen kalles Fermi-akselerasjon, etter fysikeren Enrico Fermi, som først foreslo den. (Foto: (Illustrasjon: Greg Stewart, SLAC National Accelerator Laboratory))
Når supernovaer eksploderer, sender de ut sjokkbølger med turbulente magnetfelt som akselererer protoner til enorme energier. Mekanismen kalles Fermi-akselerasjon, etter fysikeren Enrico Fermi, som først foreslo den. (Foto: (Illustrasjon: Greg Stewart, SLAC National Accelerator Laboratory))

Amerikanske forskere har avslørt ferske spor av gammastråler. På den måten har de helt sikkert kunne avsløre at supernovaer er skurken.

Og her kan man med en viss rett snakke om en skurk: Kosmiske stråler er ikke bra for oss.

De er som ørsmå geværkuler med en fart som selv ikke verdens kraftigste partikkelakselerator, Large Hadron Collider i Genéve, på langt nær kan hamle opp med.

Nede på bakken er det ingen fare. Atmosfæren til jorda virker som et skjold. Men høyere opp kan de små kulene slå inn i cellene i kroppen.

I passasjerfly er vi litt utsatt, og mannskapet enda mer, fordi de jo flyr hele tida. Astronautene blir virkelig pepret. Noen av dem har rapportert at de ser små glimt idet de kosmiske geværkulene slår inn i netthinna i øyet.

Skifter retning

Men selv om skurken er identifisert, kan vi gjøre lite annet enn å ta imot skuddsalvene som kommer.

Energien som slippes løs i en supernova, er så stor at den blusser opp og overstråler resten av stjernene i melkeveisystemet den tilhører.

Å finne ut hvor den kosmiske strålingen kommer fra, er ikke lett. Protonkulene er nemlig elektrisk ladet, og skifter retning hver gang de passerer gjennom de mange magnetfeltene som bølger gjennom universet.

Det betyr at det ikke hjelper å måle retningen de kommer fra når de treffer jorda. Astronomene må gå tilbake til kilden - til selve supernovaen.

Ser gammastråler

To rester av supernovaer, W44 (t.v) og IC443, sender ut gammastråler med stor energi. Forskerne kunne fastslå at gammastrålene skyldes lokale kollisjoner mellom kosmiske stråler og skyer av gass og støv rundt den gamle supernovaen. (Foto: (Bilde: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration))
To rester av supernovaer, W44 (t.v) og IC443, sender ut gammastråler med stor energi. Forskerne kunne fastslå at gammastrålene skyldes lokale kollisjoner mellom kosmiske stråler og skyer av gass og støv rundt den gamle supernovaen. (Foto: (Bilde: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration))

Det har de kunnet gjøre, takket være rester av to supernovaer som er flere tusen lysår unna: W44 i stjernebildet Ørnen, og IC 443 i stjernebildet Tvillingene.

Forskerne fra Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology kunne se gjennom øynene til NASAs Fermi romteleskop. Dette teleskopet ser ikke vanlig lys, men gammastråler.

De gamle supernovaene gløder av slike gammastråler. Energien til strålene var så stor at budskapet til forskerne var klart: Her var det rykende geværet de hadde lett etter.

Kollisjoner ved supernovaen

Mekanismen er slik: Protonene settes først i fart av kraftige magnetfelt i supernovaen. Dette kalles Fermi-akselerasjon.

Noen av protonene i disse kuleskurene treffer andre stillestående protoner i gass og støv rundt supernovaen. Da lages blant annet gammastrålene. De påvirkes ikke av magnetfelt, men går i rett linje helt til jorda, og Fermi romteleskopet.

Resultatene ble nylig publisert i tidsskriftet Science. Nå vil forskerne arbeide videre med å finne ut mer om hvordan protonene blir akselerert, og hvor stor fart de faktisk kan komme opp i.

Lenke:

Nyhetsmelding fra AAAS, som utgir tidsskriftet Science

M. Ackermann et.al: Detection of the Characteristic Pion-Decay Signature in Supernova Remnants, Science 15 February 2013: Vol. 339 no. 6121 pp. 807-811 DOI: 10.1126/science.1231160