De Chandra X-Ray Observatory heeft een geheel nieuwe, diepe blik in de Tycho Supernova Remnant genomen en een patroon van röntgenstrepen gevonden. Ondanks de driedimensionale aard van dit ongelooflijke beeld, is er nog nooit zoiets als deze streepachtige kenmerken gezien in de restanten van een exploderende ster, maar astronomen geloven dat ze zouden kunnen verklaren hoe sommige kosmische stralen worden gecreëerd. Bovendien bieden de strepen ondersteuning voor een theorie over hoe magnetische velden dramatisch kunnen worden versterkt in supernova-explosiegolven.
Kosmische straling bestaat uit elektronen, positronen en atoomkernen en bombardeert constant de aarde. Tijdens hun bijna-lichtsnelheid-reis door de melkweg worden de deeltjes afgebogen door magnetische velden, die hun paden verslinden en hun oorsprong maskeren. Van supernovaresten is lang gedacht dat ze de bron waren van kosmische straling, tot aan de 'knie' van het kosmische straalspectrum bij 10 ^ 15 eV, maar tot nu toe zijn er geen specifieke bronnen gevonden.
In 2010 vond de Fermi-gammastraaltelescoop bewijs - ook van supernovaresten - waar straling wordt uitgezonden die een miljard keer energieker is dan zichtbaar licht.
Maar de strepen die Chandra ziet, hierboven weergegeven in hoogenergetische röntgenstralen (blauw), worden verondersteld gebieden te zijn waar de turbulentie groter is en de magnetische velden meer verward zijn dan omliggende gebieden. Elektronen raken gevangen in deze gebieden en zenden röntgenstralen uit terwijl ze rond de magnetische veldlijnen lopen. In supernovaresten werden gebieden met verbeterde turbulentie en magnetische velden verwacht, maar de beweging van de meest energetische deeltjes - voornamelijk protonen - zou een rommelig netwerk van gaten en dichte wanden achterlaten die overeenkomen met respectievelijk zwakke en sterke gebieden van magnetische velden.
Daarom was de detectie van strepen een verrassing.
De grootte van de gaten zou overeenkomen met de straal van de spiraalbeweging van de protonen met de hoogste energie in het supernovarest. Deze energieën zijn gelijk aan de hoogste energieën van kosmische straling waarvan wordt gedacht dat ze in onze Melkweg worden geproduceerd. De afstand tussen de strepen komt overeen met deze maat, wat het bewijs levert voor het bestaan van deze extreem energetische protonen.
"We interpreteren de strepen als bewijs voor versnelling van deeltjes tot dichtbij de knie van het CR-spectrum in gebieden met verbeterde magnetische turbulentie, terwijl het waargenomen geordende patroon van deze kenmerken een nieuwe uitdaging vormt voor modellen van diffusieve schokversnelling", schrijft Kristoffer A Eriksen en zijn team in hun paper, "Evidence For Particle Acceleration to the Knee of the Cosmic Ray Spectrum in Tycho's Supernova Remnant."
Bron: Chandra
