Korkealla Tiibetin tasangolla tutkijat mittasivat vain energisen valon, mitä koskaan nähty. Nämä fotonit olivat gammasäteitä, joiden energiat ylittivät 100 biljoonaa elektrovolttia - yhdellä oli jopa lähes 500 biljoonaa elektrovolttia energiaa. Aikaisemmin vain fotoneja oli nähty kymmenien biljoonien elektronien kanssa.
Tutkijat havaitsivat, että fotonit olivat peräisin Rapu-sumusta, pulsarista tai voimakkaasta pyörivästä supernoovan jäännöksestä, joka on 6523 valovuoden päässä.
Uudet tulokset löydettiin osasta Tiibetin ilmasuihkuryhmää, kokeilua, joka käyttää 4 miljoonaa neliöjalkaa (36 900 neliömetriä) ilmaisimia korkeaenergisten hiukkasten, kuten kosmisten ja gammasäteiden etsimiseen. Kun tällaiset hiukkaset osuvat yläkehän ilmakehään, ne luovat suihkut sekundaarisista subatomisista hiukkasista, jotka taulukko havaitsee. Suoritettu ilma ryhmän yläpuolella, joka on 4300 metriä merenpinnan yläpuolella, sallii useamman toissijaisen hiukkasen päästä maahan.
Tutkimalla muonien nimeltä toissijaisten hiukkasten suihkut, tutkijat pystyivät työskentelemään taaksepäin selvittääkseen suihkut aiheuttaneiden tulevien gammasäteiden energian ja alkuperän. Uudessa artikkelissa, joka hyväksyttiin 13. kesäkuuta Physical Review Letters -kirjeeseen, näitä Crab Nebula -suihkututkimusta tutkineet tähtitieteilijät kertoivat 24 tapahtumasta, jotka aiheuttivat fotoneista, joiden energiat ovat yli 100 triljoonaa elektronivolttia. Vertailuna voidaan todeta, että aurinkoomme näkyvän valon hiukkasilla on vain muutama elektroni.
"Se on erittäin, erittäin tärkeä tulos", Felix Aharonian, Dublinin syventävän tutkimuksen instituutin professori, joka ei ollut mukana uudessa teoksessa, kertoi Live Science: lle. "Se on suuressa määrin yhtä mieltä odotuksista ja sillä voi olla paljon vaikutuksia, koska nyt se on kokeellista tulosta, ei vain teoreettisia spekulaatioita."
Tulokset auttavat tutkijoita erityisesti ymmärtämään, kuinka sellaiset korkeaenergiset fotonit syntyvät, ja jos niillä on raja, kuinka paljon energiaa heillä voi olla. Tutkijat spekuloivat, että tässä tapauksessa gammasäteitä oli kiihdytetty prosessilla, joka tunnetaan käänteisen Comptonin sironnana. Tämän prosessin aikana erittäin korkeaenergiset elektronit pomppaavat alhaisemman energian fotoneja, jolloin fotonit tuottavat valtavan energian. Nämä Rapu-nebulassa olevat elektronit ovat saattaneet hajottaa vähän energian omaavia fotoneja kosmisesta taustasäteilystä - eräästä maailmankaikkeuden ensimmäisestä valosta.
"Tiesimme, että Rapuhormi oli ainutlaatuinen lähde maailmankaikkeudessa", Aharonian kertoi Live Science: lle. "Nyt näemme, että kyllä, Rapu-udoksen elektronit kiihdytetään 1000 biljoonan elektrovoltin voimaan."
Iskuaallot nesteen magneettisessa ympäristössä ovat todennäköisesti vastuussa elektronien kiihdyttämisestä sellaisiin äärimmäisiin energioihin. Jos se vahvistetaan, tämä lisäisi Rapu-sumua vain pariin muihin ehdotettuihin pulsseihin galaksin keskellä, joiden ajatellaan pystyvän kiihdyttämään elektroneja tähän asteeseen.
