Mmm, hübsch ... und ein bisschen bedrohlich, zumindest in seiner explosiven Vergangenheit. Durch die detaillierte Untersuchung des Überrests konnte ein Team von Astronomen die Quelle der kosmischen Strahlung, die die Erde bombardiert, festnageln.
Während der Apollo-Flüge vor 40 Jahren berichteten Astronauten, seltsame Lichtblitze gesehen zu haben, die sogar mit geschlossenen Augen sichtbar waren. Wir haben seitdem erfahren, dass die Ursache kosmische Strahlen waren - extrem energetische Teilchen von außerhalb des Sonnensystems, die auf die Erde gelangen und ständig ihre Atmosphäre bombardieren. Sobald sie die Erde erreichen, haben sie immer noch genug Energie, um Störungen in elektronischen Bauteilen zu verursachen.
Galaktische kosmische Strahlen kommen von Quellen in unserer Heimatgalaxie, der Milchstraße, und bestehen hauptsächlich aus Protonen, die sich nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegen, der „ultimativen Geschwindigkeitsbegrenzung“ im Universum. Diese Protonen wurden auf Energien beschleunigt, die weit über den Energien liegen, die selbst der Large Hadron Collider des CERN erreichen kann.
„Es wurde lange angenommen, dass die Superbeschleuniger, die diese kosmischen Strahlen in der Milchstraße erzeugen, die sich ausdehnenden Hüllen sind, die durch explodierte Sterne erzeugt werden, aber unsere Beobachtungen zeigen die rauchende Waffe, die dies beweist“, sagt Eveline Helder von der Universität Utrecht in den Niederlanden , der erste Autor der neuen Studie in dieser Woche Science Express.
"Man könnte sogar sagen, dass wir jetzt das Kaliber der Waffe bestätigt haben, mit der kosmische Strahlen auf ihre enormen Energien beschleunigt werden", fügt Mitarbeiter Jacco Vink, ebenfalls vom Astronomischen Institut Utrecht, hinzu.
Zum ersten Mal haben Helder, Vink und Kollegen eine Messung entwickelt, die das langjährige astronomische Dilemma löst, ob Sternexplosionen genug beschleunigte Teilchen produzieren oder nicht, um die Anzahl der kosmischen Strahlen zu erklären, die auf die Erdatmosphäre treffen. Die Studie des Teams zeigt, dass dies tatsächlich der Fall ist, und zeigt uns direkt, wie viel Energie dem schockierten Gas bei der Sternexplosion entzogen und zur Beschleunigung von Partikeln verwendet wird.
„Wenn ein Stern in einer sogenannten Supernova explodiert, wird ein großer Teil der Explosionsenergie dazu verwendet, einige Teilchen auf extrem hohe Energien zu beschleunigen“, sagt Helder. "Die Energie, die für die Teilchenbeschleunigung verwendet wird, geht zu Lasten der Erwärmung des Gases, das daher viel kälter ist, als die Theorie vorhersagt."
Die Forscher betrachteten den Rest eines Sterns, der 185 n. Chr. Explodierte, wie von chinesischen Astronomen aufgezeichnet. RCW 86 befindet sich etwa 8.200 Lichtjahre entfernt in Richtung des Sternbilds Circinus (der Zeichenkompass). Es ist wahrscheinlich die älteste Aufzeichnung der Explosion eines Sterns.
Mit dem Very Large Telescope von ESO hat das Team die Temperatur des Gases direkt hinter der durch die Sternexplosion verursachten Stoßwelle gemessen. Sie maßen auch die Geschwindigkeit der Stoßwelle anhand von Bildern, die mit dem Röntgenobservatorium Chandra der NASA im Abstand von drei Jahren aufgenommen wurden. Sie fanden heraus, dass es sich zwischen 1 und 3 Prozent der Lichtgeschwindigkeit bewegt.
Die Temperatur des Gases betrug 30 Millionen Grad Celsius. Dies ist im Vergleich zu alltäglichen Standards ziemlich heiß, aber angesichts der Geschwindigkeit der gemessenen Stoßwelle viel niedriger als erwartet. Dies hätte das Gas auf mindestens eine halbe Milliarde Grad erwärmen sollen.
"Die fehlende Energie treibt die kosmischen Strahlen an", schließt Vink.
Mehr zum Hauptbild: Norden ist oben rechts und Osten oben links. Das Bild hat einen Durchmesser von ca. 6 Bogenminuten. Bildnachweis: ESO / E. Helder & NASA / Chandra
Quelle: ESO
