_ Fermi de la NASA Misiunea nu vede raze gamma de la supernova din apropiere

O supernovă din apropiere în 2023 a oferit astrofizicienilor o oportunitate excelentă de a testa idei despre modul în care aceste tipuri de explozii sporesc particulele, numite raze cosmice, la viteza aproape de lumină. Dar, în mod surprinzător, Telescopul Spațial Fermi Gamma-ray de la NASA nu a detectat niciuna dintre lumina cu raze gamma de înaltă energie pe care ar trebui să o producă acele particule.

Pe 18 mai 2023, o supernova a erupt în galaxia Pinwheel din apropiere (Messier 101). ), situat la aproximativ 22 de milioane de ani lumină depărtare în constelația Ursa Major. Evenimentul, numit SN 2023ixf, este cea mai luminoasă supernova din apropiere descoperită de la lansarea Fermi în 2008.

„Astrofizicienii au estimat anterior că supernovele convertesc aproximativ 10% din energia lor totală în accelerarea razelor cosmice”, a spus Guillem Martí. -Devesa, cercetător la Universitatea din Trieste din Italia.

„Dar nu am observat niciodată acest proces în mod direct. Cu noile observații ale SN 2023ixf, calculele noastre au ca rezultat o conversie a energiei de până la 1% în la câteva zile după explozie. Acest lucru nu exclude supernovele ca fabrici de raze cosmice, dar înseamnă că avem mai multe de învățat despre producția lor.”

Zirarea, condusă de Martí-Devesa în timp ce se afla Universitatea din Innsbruck din Austria, va apărea într-o ediție viitoare a Astronomie și Astrofizică.

Trilioane de trilioane de raze cosmice se ciocnesc de atmosfera Pământului în fiecare zi. Aproximativ 90% dintre ele sunt nuclee de hidrogen – sau protoni – iar restul sunt electroni sau nuclee ale elementelor mai grele.

Oamenii de știință au investigat originile razelor cosmice încă de la începutul anilor 1900, dar particulele nu pot fi urmărite până la sursele lor. Deoarece sunt încărcate electric, razele cosmice își schimbă cursul pe măsură ce călătoresc pe Pământ datorită câmpurilor magnetice pe care le întâlnesc.

„Razele gamma, totuși, călătoresc direct la noi”, a spus Elizabeth Hays, proiectul Fermi om de știință la Centrul de Zbor Spațial Goddard al NASA din Greenbelt, Maryland. „Razele cosmice produc raze gamma atunci când interacționează cu materia din mediul lor. Fermi este cel mai sensibil telescop cu raze gamma de pe orbită, așa că atunci când nu detectează un semnal așteptat, oamenii de știință trebuie să explice absența. Rezolvând acest mister va construi un imagine mai precisă a originilor razelor cosmice.”

Astrofizicienii au suspectat de mult timp ca supernovele sunt cele mai importante contributoare de raze cosmice.

Aceste explozii au loc atunci când o stea de cel puțin opt ori masa soarelui se epuizează. de combustibil. Miezul se prăbușește și apoi revine, propulsând o undă de șoc în exterior prin stea. Unda de șoc accelerează particulele, creând raze cosmice. Când razele cosmice se ciocnesc de altă materie și lumină din jurul stelei, ele generează raze gamma.

Supernovele au un impact semnificativ asupra mediului interstelar al unei galaxii. Valurile lor de explozie și norii de resturi în expansiune pot persista mai mult de 50.000 de ani. În 2013, măsurătorile Fermi au arătat că rămășițele de supernova din propria noastră galaxie Calea Lactee accelerau razele cosmice, care au generat lumină de raze gamma atunci când au lovit materia interstelară. Dar astronomii spun că rămășițele nu produc suficiente particule de energie înaltă pentru a se potrivi cu măsurătorile oamenilor de știință de pe Pământ.

O teorie propune că supernovele pot accelera cele mai energice raze cosmice din galaxia noastră în primele zile și săptămâni după explozia inițială.

Dar supernovele sunt rare, apar doar de câteva ori pe secol într-o galaxie precum Calea Lactee. La distanțe de aproximativ 32 de milioane de ani lumină, o supernovă apare, în medie, doar o dată pe an.

După o lună de observații, începând de când telescoapele cu lumină vizibilă au văzut pentru prima dată SN 2023ixf, Fermi nu a detectat raze gamma.

„Din păcate, a nu vedea raze gamma nu înseamnă că nu există raze cosmice”, a spus coautorul Matthieu Renaud, astrofizician la Laboratorul Universului și Particulelor din Montpellier, parte a Centrului Național de Cercetare Științifică. în Franța. „Trebuie să parcurgem toate ipotezele de bază privind mecanismele de accelerare și condițiile de mediu pentru a transforma absența razelor gamma într-o limită superioară pentru producerea de raze cosmice.”

Cercetătorii propun câteva scenarii care pot au afectat capacitatea lui Fermi de a vedea razele gamma de la eveniment, cum ar fi modul în care explozia a distribuit resturile și densitatea materialului din jurul stelei.

Observațiile lui Fermi oferă prima oportunitate de a studia condițiile imediat după explozia supernovei. Observații suplimentare ale SN 2023ixf la alte lungimi de undă, noi simulări și modele bazate pe acest eveniment și studiile viitoare ale altor supernove tinere îi vor ajuta pe astronomi să se concentreze asupra surselor misterioase ale razelor cosmice ale universului.

(Fluierul)