Misterio resuelto: ¿de dónde provienen los rayos cósmicos de la Vía Láctea?

Los rayos cósmicos desencadenan la evolución química de la materia interestelar. Es por eso que su comprensión es esencial para comprender la evolución de nuestra galaxia.

Los astrónomos creen que los remanentes de supernovas están acelerando los rayos cósmicos en nuestra galaxia. Luego, los rayos viajan a la Tierra a la velocidad de la luz. Observaciones recientes de rayos gamma han revelado que muchos remanentes de supernovas emiten rayos gamma a energías de teraelectronvoltios (TeV).

Si los protones generan rayos gamma, será más fácil comprobar los restos de supernova. El origen de los rayos cósmicos. Sin embargo, los electrones también producen rayos gamma. Por tanto, es necesario determinar si el origen del protón o del electrón es dominante y medir la relación de las dos contribuciones.

En un nuevo estudio, los astrónomos han logrado cuantificar los componentes de electrones y protones en los rayos cósmicos. restos de supernova. Descubrieron que los protones relativistas son la causa de casi el 70% de los rayos gamma de alta energía emitidos por los rayos cósmicos.

Los astrónomos han realizado nuevos análisis de imágenes de radiactividad, rayos X y rayos gamma. Esta es la primera vez que se muestra en términos cuantitativos la cantidad de rayos cósmicos producidos en un remanente de supernova. Este es un paso en el camino para hacer una era en el esclarecimiento del origen. rayos cósmicos.

Los resultados de este estudio proporcionan evidencia convincente de que los rayos gamma se originan a partir del protón, el componente principal de los rayos cósmicos, y demuestran que los remanentes de supernovas producen rayos cósmicos galácticos.

Se sabe que la intensidad de los rayos gamma emitidos por los protones es proporcional a gas interestelar Densidad obtenida mediante observaciones de imágenes de radioline. Por otro lado, también se espera que los rayos gamma de electrones sean proporcionales a la densidad de los rayos X de electrones. Por lo tanto, expresaron la intensidad total de los rayos gamma como la suma de dos componentes de los rayos gamma, uno de origen protónico y otro de origen electrónico. Esto condujo a un entendimiento unificado de tres observadores independientes.

Este método se propuso por primera vez en este estudio. Como resultado, se encontró que los rayos gamma de protones y electrones representan el 70% y el 30% del total de rayos gamma, respectivamente.

Esta es la primera vez que los astrónomos identifican los dos orígenes. También muestran que los rayos gamma emitidos por protones dominan en las regiones interestelares ricas en gas, mientras que los rayos gamma emitidos por electrones aumentan en la región pobre en gas. Esto confirma que los dos mecanismos funcionan juntos y apoya las predicciones de estudios teóricos previos.

El profesor emérito Yasuo Fukui en Universidad de Nagoya Ella dijo, «Este nuevo método no podría haberse logrado sin la cooperación internacional. Se aplicará a más remanentes de supernovas utilizando el Telescopio de Rayos Gamma (CTA) de próxima generación (Cherenkov Telescope Array) además de los observatorios existentes, que harán un avance significativo en el estudio del origen de los rayos cósmicos «.

Referencia de la revista:

1. Yasuo Fukui, Hidetoshi Sano y col. La búsqueda del origen de los rayos gamma en RX J1713.7−3946 Cuantificación de componentes hadrónicos y leptónicos. DOI: 10.3847 / 1538-4357 / abff4a