Komunikat prasowy

Wskazówki do tajemniczego pochodzenia promieniowania kosmicznego

VLT sonduje pozostałości po średniowiecznej supernowej

14 lutego 2013

Nowe, bardzo dokładne obserwacje za pomocą należącego do ESO Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) dotyczą pozostałości po supernowej sprzed tysiąca lat i ujawniają wskazówki na temat pochodzenia promieniowania kosmicznego. Po raz pierwszy obserwacje sugerują występowanie szybko poruszających się cząstek w pozostałości po supernowej, które mogły być prekursorami promieniowania kosmicznego. Wyniki ukażą się 14 lutego 2013 roku w czasopiśmie „Science”.

W roku 1006 na niebie południowym pojawiła się nowa gwiazda, co odnotowano na całym świecie. Była wiele razy jaśniejsza niż planeta Wenus i mogła nawet konkurować jasnością z Księżycem. Była tak jasna, że w maksimum rzucała cień i była widoczna podczas dnia. W bardziej współczesnych czasach astronomowie zidentyfikowali położenie tej supernowej nazwanej SN 1006. Odnaleźli także świecący i rozszerzający się pierścień materii w południowym gwiazdozbiorze Wilka, który zawiera pozostałości po wielkiej eksplozji.

Od dawna przypuszczano, że takie pozostałości po supernowych mogą być także miejscem, w którym powstaje promieniowanie kosmiczne – bardzo energetyczne cząstki pochodzące spoza Układu Słonecznego i podróżujące prawie z prędkością światła. Ale do tej pory szczegółowe informacje jak to się mogło dziać pozostawały zagadką.

Zespół astronomów kierowany przez Sladjanę Nikolić (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Niemcy [1]) użył instrumentu VIMOS na teleskopie VLT, aby spojrzeć na mającą tysiąc lat pozostałość po supernowej SN 1006, dokładniej niż to było czynione do tej pory. Naukowcy chcieli zbadać co dzieje się gdy szybko poruszająca się materia wyrzucona z supernowej przedziera się przez stacjonarną materię międzygwiazdową – fala uderzeniowa. Ta szybko przemieszczająca się fala uderzeniowa jest podobna do dźwiękowej fali uderzeniowej tworzonej przez samolot naddźwiękowy i jest naturalnym kandydatem na akcelerator kosmicznych cząstek.

Po raz pierwszy zespół uzyskał informacje o fali uderzeniowej nie tylko w jednym punkcie, ale stworzył także mapę własności gazu i ustalił jak te własności zmieniają się wzdłuż frontu fali uderzeniowej. Dostarczyło to istotnych wskazówek na temat zagadki.

Wyniki okazały się niespodzianką — sugerują, że w obszarze fali uderzeniowej w gazie było wiele bardzo szybko poruszających się protonów [2]. O ile nie są one same promieniowaniem kosmicznym, mogą być „cząstkami bazowymi”, które następnie oddziaływają z materią fali uderzeniowej i osiągają ekstremalnie wysokie energie potrzebne do wydostania się w przestrzeń kosmiczną jako promieniowanie kosmiczne.

Nikolić wyjaśnia: „Po raz pierwszy byliśmy w stanie uzyskać dokładny widok na to co się dzieje wokół fali uderzeniowej supernowej. Znaleźliśmy dowód na istnienie obszaru rozgrzewanego w sposób przewidywany dla protonów przenoszących energię bezpośrednio zza fali uderzeniowej.”

W badaniach po raz pierwszy wykorzystano spektrograf całego pola [3] do tak dokładnego zbadania własności fali uderzeniowej w pozostałości po supernowej. Zespół próbuje teraz zastosować tę metodę do innych pozostałości po supernowych.

Współautor Glenn van de Ven z Max Planck Institute for Astronomy, podsumowuje: „Ten typ nowatorskiego podejścia obserwacyjnego może być kluczem do rozwiązania zagadki w jaki sposób promieniowanie kosmiczne jest produkowane w pozostałościach po supernowych”.

Uwagi

[1] Nowy dowód pojawił się podczas analizy danych przez Sladjanę Nikolić (Max Planck Institute for Astronomy) jako część pracy w ramach jej doktoratu na Uniwersytecie w Heidelbergu.

[2] Protony te nazywane są nadtermicznymi, gdyż poruszają się znacznie szybciej niż wskazują proste przewidywania na podstawie temperatury materiału

[3] Osiągnięto to używając funkcji VIMOS zwanej jednostką całego pola „integral field unit”, w której światło zarejestrowanej w każdym z pikseli jest osobno rozdzielane na kolory, a każde widmo osobno rejestrowane. Widma mogą być następnie analizowane indywidualnie, co pozwala tworzyć mapy prędkości i własności chemicznych każdej części utworzonego obiektu.

Więcej informacji

Wyniki badań zaprezentowano w artykule “An Integral View of Fast Shocks around Supernova 1006”, który ukaże się 14 lutego 2013 roku w czasopiśmie „Science”.

Skład zespołu: Sladjana Nikolić (Max Planck Institute for Astronomy [MPIA], Heidelberg, Niemcy), Glenn van de Ven (MPIA), Kevin Heng (University of Bern, Szwajcaria), Daniel Kupko (Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam [AIP], Poczdam, Niemcy), Bernd Husemann (AIP), John C. Raymond (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), John P. Hughes (Rutgers University, Piscataway, USA), Jesús Falcon-Barroso (Instituto de Astrofísica de Canarias, La Laguna, Hiszpania).

ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Jest wspierane przez 15 krajów: Austria, Belgia, Brazylia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada Bardzo Duży Teleskop (Very Large Telescope), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest europejskim partnerem dla rewolucyjnego teleskopu ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. ESO planuje obecnie 39-metrowy Ogromnie Wielki Teleskop Europejski (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope - E-ELT), który stanie się “największym okiem świata na niebo”.

Linki

• Zdjęcia VLT

Kontakt

Sladjana Nikolić
Max Planck Institute for Astronomy
Heidelberg, Germany
Tel.: +49 6221 528 438
E-mail: nikolic@mpia.de

Glenn van de Ven
Max Planck Institute for Astronomy
Heidelberg, Germany
Tel.: +49 6221 528 275
E-mail: glenn@mpia.de

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Tel. kom.: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych