Korkean energian hiukkaset, joita kutsutaan kosmisiksi säteiksi, pommittavat jatkuvasti maata kaikista suunnista, ja niiden on ajateltu tulevan supernoovan jäännösten räjähdysaalloista. Ero on erittäin pieni, mutta jos niitä kiihdytetään samasta tapahtumasta, nopeuksien tulisi olla samat.
PAMELA, hyötykuormitus materiaalintorjuntaan ja kevyen ytimen astrofysiikkaan, on maapallon kiertävän Venäjän Resurs-DK1 -satelliitin aluksella. Se käyttää kestomagneettispektrometriä yhdessä erilaisten erikoistuneiden ilmaisimien kanssa mittaamaan kosmisten säteiden elektronien, positronien, antiprotonien ja valon ytimien runsauden ja energiaspektrit erittäin suurella energiaalueella 50 MeV: stä satoihin GeV: iin.
Aivan kuin tähtitieteilijät käyttävät valoa maailmankaikkeuden tarkasteluun, tutkijat käyttävät galaktisia kosmisia säteitä oppiakseen enemmän galaksiamme koostumuksesta ja rakenteesta sekä selvittämään, kuinka esimerkiksi ytimet voivat kiihtyä melkein valon nopeuteen.
Oscar Adriani ja hänen kollegansa, jotka käyttävät PAMELA-instrumenttia, sanovat, että uudet havainnot ovat haaste nykyiselle ymmärryksellemme siitä, kuinka kosmiset säteet kiihdytetään ja leviävät. "Me havaitsemme, että näiden kahden lajin spektrimuodot ovat erilaisia, eikä niitä voida kuvata hyvin yhdellä voimalailla", ryhmä kirjoittaa paperissaan. "Nämä tiedot haastavat kosmisen säteilyn kiihtyvyyden nykyisen paradigman supernoovajäännöksissä, mitä seuraa diffuusinen eteneminen galaksissa."
Sen sijaan ryhmä päättelee, että kosmisten säteiden kiihtymistä ja leviämistä voidaan hallita nyt tuntemattomilla ja monimutkaisemmilla prosesseilla.
Supernovan jäänteet laajentavat kaasu- ja magneettikenttien pilviä ja voivat kestää tuhansia vuosia. Tämän pilven sisällä hiukkasia kiihdytetään kimpoamalla edestakaisin jäännöksen magneettikentässä, ja osa hiukkasista saa energiaa, ja lopulta ne rakentavat riittävän nopeuden, että jäännös ei voi enää sisältää niitä, ja ne pakenevat galaksiin kosmisena säteenä.
Yksi avainkysymys, johon tutkijat toivoo vastaavansa PAMELA-tiedoilla, on kiihtyvätkö kosmiset säteet jatkuvasti koko elinaikanaan, tapahtuuko kiihtyvyys vain kerran vai onko hidastusta.
Tutkijoiden mukaan protonin ja heliumin ytimien vuotojen määrittäminen antaa tietoa varhaisesta maailmankaikkeudesta sekä materiaalin alkuperästä ja kehityksestä galaksissamme.
Adriani ja hänen tiiminsä toivovat löytävänsä lisätietoja PAMELA: n avulla kosmisten säteiden alkuperän ymmärtämiseksi paremmin. He sanovat, että mahdolliset vaikutukset voivat olla muista galaktisista lähteistä, kuten pulsaareista tai tumma-aineesta.
Lähde: Science
