Zagadkowa energia Kraba

Pulsar w mgławicy Kraba emituje wysokoenergetyczne promieniowanie, którego nie da się wyjaśnić za pomocą obowiązujących modeli działania tych gwiazd – informuje międzynarodowy zespół astronomów w najnowszym „Science″.

  

W gazowo-pyłowym obłoku ochrzczonym mianem Kraba ukrywa się pulsar, czyli szybko wirująca gwiazda neutronowa o bardzo dużym polu magnetycznym. To pozostałość po znanej z historycznych zapisków supernowej, która wybuchła w 1054 roku. Pulsar przypomina latarnię morską – robi 30 obrotów na sekundę i regularnie emituje wiązkę silnego promieniowania w bardzo szerokim zakresie widmowym. Obserwujemy tam m.in. promieniowanie gamma – jego cząstki niosą ze sobą energię dziesiątki milionów razy większą niż fotony światła widzialnego.

Do tej pory naukowcy byli zgodni, że przyczyną emisji tak olbrzymiej ilości energii jest siła pola magnetycznego, która rozpędza cząstki prawie do prędkości światła. Obowiązujący model działania pulsara, uwzględniający to tzw. promieniowanie synchrotronowe, przewidywał jednak, że nie powinno być tam zbyt wiele cząstek o energii powyżej 10 gigaelektronowoltów (GeV).


Ale Nepomuk Otte z University of California uparcie poszukiwał w Krabie cząstek o wyższej energii, chociaż niektórzy astronomowie uważali to za istne szaleństwo. Przypuszczał bowiem, że może ono tam być emitowane. Wykorzystał do tego zespół czterech 12-metrowych teleskopów VERITAS (Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System), znajdujący się w Whipple Observatory w Arizonie. Atmosfera Ziemi zatrzymuje cząstki gamma, ale możemy obserwować tzw. promieniowanie Czerenkowa, które jest skutkiem oddziaływania cząstek gamma wpadających w powłokę atmosfery.

Upór się opłacił – badania wykonane instrumentem VERITAS wykazały obecność cząstek gamma o energii 100 GeV, czyli 10 razy wyższej niż najwyższa przewidywana przez dotychczasowy model! To prawdziwa zagadka, bo obecności cząstek o takiej energii nie można wyjaśnić promieniowaniem synchrotronowym. Być może emisja takiej energii wynika z tzw. odwrotnego rozpraszania Comptona, czyli zderzania się wysokoenergetycznych elektronów z fotonami. Nie jest też jasne, czy ten mechanizm jest odpowiedzialny tylko za promieniowanie o najwyższej energii.


W badaniach uczestniczyli również David Williams z University of California, Andrew McCann z McGill University w Montrealu, Martin Schroedter ze Smithsonian Astrophysical Observatory i ponad 90 innych naukowców z 26 instytucji tworzących konsorcjum, do którego należy VERITAS.


Ewa Zegler-Poleska/EurekNews.pl 2011 10 07 c