We suggereren geenszins dat NASA's Fermi Gamma-Ray Space Telescope veranderde bewustzijnstoestanden kan veroorzaken, maar dit ‘verre’ beeld lijkt op de psychedelische kunst uit de jaren 60. Na jaren van onderzoek hebben gegevens verzameld door Fermi onthuld dat Tycho's Supernova Remnant helder schijnt in hoogenergetische gammastralen.
De ontdekking geeft onderzoekers aanvullende informatie over de oorsprong van kosmische straling (subatomaire deeltjes die op snelheid zijn). Het exacte proces dat kosmische straling hun energie geeft, wordt niet goed begrepen, omdat geladen deeltjes gemakkelijk worden afgebogen door interstellaire magnetische velden. De afbuiging door interstellaire magnetische velden maakt het voor onderzoekers onmogelijk om kosmische straling naar hun oorspronkelijke bronnen te volgen.
“Gelukkig worden hoogenergetische gammastralen geproduceerd wanneer kosmische straling interstellair gas en sterrenlicht treft. Deze gammastralen komen rechtstreeks uit hun bronnen naar Fermi ', zegt Francesco Giordano van de universiteit van Bari in Italië.
Maar hier zijn enkele niet-zo-psychedelische feiten over supernovaresten in het algemeen en Tycho's in het bijzonder:
Wanneer een massieve ster het einde van zijn levensduur bereikt, kan hij exploderen en een supernova-overblijfsel achterlaten dat bestaat uit een uitdijende schil van heet gas, voortgestuwd door de explosieschokgolf. In veel gevallen kan een supernova-explosie op aarde zichtbaar zijn - zelfs op klaarlichte dag. In november 1572 werd in het sterrenbeeld Cassiopeia een nieuwe "ster" ontdekt. De ontdekking staat nu bekend als de meest zichtbare supernova van de afgelopen 400 jaar. Het overblijfsel dat vaak 'Tycho’s supernova' wordt genoemd, is genoemd naar de Deense astronoom Tycho Brahe, die veel tijd aan de supernova heeft besteed.
De supernova-gebeurtenis in 1572 vond plaats toen de nachtelijke hemel werd beschouwd als een vast en onveranderlijk deel van het universum. Tycho's verslag van de ontdekking geeft een idee van hoe diep zijn ontdekking was. Over zijn ontdekking zei Tycho: 'Toen ik mezelf ervan had vergewist dat nog nooit zo'n ster was uitgebroken, werd ik door de ongeloofwaardigheid van het ding in zo'n verwarring gebracht dat ik begon te twijfelen aan het geloof van mijn eigen ogen, en dus ik wendde me tot de bedienden die me vergezelden en vroeg hen of ook zij een bepaalde uiterst heldere ster konden zien…. Ze antwoordden onmiddellijk met één stem dat ze het volledig zagen en dat het buitengewoon helder was ”
In 1949 theoretiseerde natuurkundige Enrico Fermi (de naamgenoot van de Fermi Gamma-ray Space Telescope) dat hoogenergetische kosmische straling werd versneld in de magnetische velden van interstellaire gaswolken. In navolging van het werk van Fermi leerden astronomen dat supernovaresten de beste kandidaat-sites zijn voor magnetische velden van een dergelijke omvang.
Een van de belangrijkste doelen van de Fermi Gamma-ray Space Telescope is om de oorsprong van kosmische straling beter te begrijpen. Fermi's Large Area Telescope (LAT) kan om de drie uur de hele hemel onderzoeken, waardoor het instrument een dieper zicht op de gammastraalhemel kan opbouwen. Omdat gammastraling de meest energetische vorm van licht is, kan het bestuderen van gammastraalconcentraties onderzoekers helpen de deeltjesversnelling te detecteren die verantwoordelijk is voor kosmische straling.
Co-auteur Stefan Funk (Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology) voegt hieraan toe: "Deze detectie geeft ons een ander bewijs dat het idee ondersteunt dat supernovaresten kosmische straling kunnen versnellen."
Na bijna drie jaar de lucht te hebben gescand, toonden de LAT-gegevens van Fermi een gebied van gammastraling-emissies die verband houden met het overblijfsel van Tycho's supernova. Keith Bechtol, (KIPAC-afgestudeerde student), becommentarieerde de ontdekking en zei: "We wisten dat Tycho's supernovarest een belangrijke vondst zou kunnen zijn voor Fermi omdat dit object zo uitgebreid is bestudeerd in andere delen van het elektromagnetische spectrum. We dachten dat dit een van onze beste kansen zou kunnen zijn om een spectrale handtekening te identificeren die de aanwezigheid van protonen van kosmische straling aangeeft ”
Het model van het team is gebaseerd op LAT-gegevens, gammastraling in kaart gebracht door observatoria op de grond en röntgengegevens. De conclusie van het team met betrekking tot hun model is dat een proces genaamd pionproductie de beste verklaring is voor de uitstoot. De onderstaande animatie toont een proton dat met bijna de lichtsnelheid beweegt en een langzamer bewegend proton raakt. De protonen overleven de botsing, maar hun interactie creëert een onstabiel deeltje - een pion - met slechts 14 procent van de protonenmassa. In 10 miljoenste van een miljardste van een seconde vervalt de pion in een paar gammastraalfotonen.
Als de interpretatie van de gegevens door het team nauwkeurig is, worden protonen binnen het overblijfsel versneld tot bijna de lichtsnelheid. Nadat ze zijn versneld tot zulke enorme snelheden, werken de protonen samen met langzamere deeltjes en produceren ze gammastraling. Met alle verbazingwekkende processen die aan het werk zijn in het overblijfsel van Tycho's supernova, zou je je gemakkelijk kunnen voorstellen hoe onder de indruk Brahe zou zijn.
En struikelen is niet nodig.
Lees meer over de Fermi Gamma-ray Space Telescope op: http://www.nasa.gov/mission_pages/GLAST/main/index.html
Bron: Fermi Gamma-ray Space Telescope Mission News
