Nell'immagine sopra, vediamo i raggi X ad alta energia del resto di supernova di Tycho che mostrano un modello a "strisce" mai visto in precedenza in un uno di essi. Queste strisce possono fornire la prima evidenza diretta che resti di supernova in grado di accelerare particelle ad energie di un centinaio di volte superiori a quelle dell'acceleratore di particelle più potente della Terra, il Large Hadron Collider. I risultati potrebbero spiegare come alcune delle particelle estremamente energetiche che bombardando la Terra, chiamate raggi cosmici, vengono prodotte, e forniscono il supporto per una teoria su come i campi magnetici possono essere notevolmente amplificati in onde d'urto simili. (fonte foto X-ray: NASA / CXC / Rutgers / K. Credit Eriksen et al. Optical DSS)
La scoperta di un tipo di raggi X a strisce nei resti di una stella esplosa potrebbe fornire per la prima volta le prove dirette che un evento cosmico è in grado di accelerare particelle ad energie di un centinaio di volte superiore a quello raggiunto dal più potente acceleratore di particelle della Terra.
Questo risultato deriva da un lungo esame dei resti della supernova di Tycho con il NASA Chandra X-ray Observatory. Ció potrebbe spiegare come vengono prodotti alcune delle particelle estremamente energetiche che bombardando la Terra, chiamate raggi cosmici.
"Abbiamo visto numerose strutture intriganti tra i resti di supernovae, ma mai prima d'ora delle strisce", ha detto Kristoffer Eriksen, ricercatore post-dottorato presso la Rutgers University che ha condotto lo studio. "Questo ci ha fatto pensare molto su quello che succede all'onda d'urto di questa potente esplosione". Questo ultimo studio del Chandra X-Ray fornisce il supporto per una teoria su come i campi magnetici possano essere notevolmente amplificati in onde d'urto del genere.
In questa teoria, i campi magnetici diventano altamente aggrovigliati e le particelle molto turbolente nei pressi dell'onda d'urto sul bordo anteriore del resto di supernova. Le particelle ad alta energia possono rimbalzare avanti e indietro attraverso l'onda d'urto più volte, ottenendo energia a ogni incrocio. I modelli teorici del moto delle particelle più energetiche, che sono per lo più protoni, si prevede lascino rispettivamente una rete disordinata di fori e pareti dense corrispondenti alle regioni deboli e forti dei campi magnetici, rispettivamente.
Le strisce di raggi X scoperte dai ricercatori Chandra si ipotizza che siano quelle regioni in cui la turbolenza è maggiore, ed i campi magnetici sono più intricati rispetto alle aree circostanti e potrebbero essere le pareti previste dalla teoria. Gli elettroni restano intrappolati in queste regioni ed emettono raggi X aggrovigliati a spirale intorno alle linee del campo magnetico.
Tuttavia, il ritmo regolare e quasi periodico delle bande a raggi X non è stato previsto dalla teoria.
"E' stata una grande sorpresa trovare queste strisce ordinate", ha detto il co-autore di Jack Hughes, professore di fisica e astronomia presso la Rutgers. "Non ci aspettavamo questo ordine in così tanto caos. Si potrebbe dire che la teoria è incompleta, o che c'è qualcos'altro che non capiamo".
Supponendo che la spaziatura tra le righe dei raggi X corrisponde al raggio del movimento a spirale dei protoni a più alta energia nel resto di supernova, la spaziatura corrisponde ad energie di circa 100 volte superiori a quelle raggiunte nel Large Hadron Collider. Queste energie sono pari alle più alte energie dei raggi cosmici che si ritiene siano prodotte nella nostra Galassia.
Poiché i raggi cosmici sono costituiti da particelle cariche, come protoni ed elettroni, la loro direzione di movimento cambia quando incontrano i campi magnetici in tutta la galassia. Quindi, l'origine dei singoli raggi cosmici rilevati sulla Terra non può essere determinata.
I resti di supernova sono stati a lungo considerati un buon candidato per la produzione dei raggi cosmici più energetici della nostra galassia. I protoni possono raggiungere energie che sono centinaia di volte superiori a quelle degli elettroni a più alta energia, ma dato che non irradiano in modo efficiente, come gli elettroni, la prova diretta per l'accelerazione dei protoni dei raggi cosmici di resti di supernova è stata carente.
Questi risultati supportano anche la previsione che i campi magnetici nello spazio interstellare sono enormemente amplificati nei resti di supernova, ma la differenza tra le strutture osservate e quelle previsto implica che altre interpretazioni non possono essere escluse altre
"Siamo stati entusiasti di scoprire queste righe, perché potrebbero consentire di tracciare direttamente, per la prima volta, l'origine delle particelle più energetiche prodotte nella nostra galassia", ha detto Eriksen. "Ma, noi non pretendiamo la ancora di risolvere la questione"
Il resto di supernova di Tycho prende il nome dal famoso astronomo danese Tycho Brahe, che ha riportato l'osservazione della supernova nel 1572. Gli scienziati pensano che l'esplosione sia avvenuta quando una stella nana bianca è cresciuta in massa superando il suo limite di peso, formando quindi una cosiddetta supernova di tipo Ia. Il resto di Tycho si trova nella Via Lattea, a circa 13.000 anni luce dalla Terra.
"I resti di supernova sono i nostri migliori laboratori cosmici per capire come la natura accelera la più alta energia dei raggi cosmici", ha detto Roger Blandford della Stanford University, noto esperto in questo campo che non era coinvolto con questi risultati. "Queste accurate misurazioni forniscono un indizio molto forte su ciò che accade realmente in queste esplosioni."
Questi risultati sono stati pubblicati il 20 Febbraio 2011 sul The Astrophysical Journal Letters. Gli altri co-autori sono Carles Badenes da Tel-Aviv University e del Weizmann Institute of Science in Israele, Robert Fesen al Dartmouth College, NH, Parviz Ghavamian da Space Telescope Science Institute, Baltimore, MD, David Moffett, dalla Furman University di Greenville, SC, Paul Plucinsky da Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), Cambridge, MA, Cara Rakowski dal Naval Research Laboratory, Washington, DC, Estela M. Reynoso presso l'Istituto di Astronomia e Fisica dello Spazio e Università di Buenos Aires, Argentina e Patrick Slane da CfA.
Traduzione a cura di Arthur McPaul (collaboratore Centro Ufologico Ionico)
Fonte
Questo risultato deriva da un lungo esame dei resti della supernova di Tycho con il NASA Chandra X-ray Observatory. Ció potrebbe spiegare come vengono prodotti alcune delle particelle estremamente energetiche che bombardando la Terra, chiamate raggi cosmici.
"Abbiamo visto numerose strutture intriganti tra i resti di supernovae, ma mai prima d'ora delle strisce", ha detto Kristoffer Eriksen, ricercatore post-dottorato presso la Rutgers University che ha condotto lo studio. "Questo ci ha fatto pensare molto su quello che succede all'onda d'urto di questa potente esplosione". Questo ultimo studio del Chandra X-Ray fornisce il supporto per una teoria su come i campi magnetici possano essere notevolmente amplificati in onde d'urto del genere.
In questa teoria, i campi magnetici diventano altamente aggrovigliati e le particelle molto turbolente nei pressi dell'onda d'urto sul bordo anteriore del resto di supernova. Le particelle ad alta energia possono rimbalzare avanti e indietro attraverso l'onda d'urto più volte, ottenendo energia a ogni incrocio. I modelli teorici del moto delle particelle più energetiche, che sono per lo più protoni, si prevede lascino rispettivamente una rete disordinata di fori e pareti dense corrispondenti alle regioni deboli e forti dei campi magnetici, rispettivamente.
Le strisce di raggi X scoperte dai ricercatori Chandra si ipotizza che siano quelle regioni in cui la turbolenza è maggiore, ed i campi magnetici sono più intricati rispetto alle aree circostanti e potrebbero essere le pareti previste dalla teoria. Gli elettroni restano intrappolati in queste regioni ed emettono raggi X aggrovigliati a spirale intorno alle linee del campo magnetico.
Tuttavia, il ritmo regolare e quasi periodico delle bande a raggi X non è stato previsto dalla teoria.
"E' stata una grande sorpresa trovare queste strisce ordinate", ha detto il co-autore di Jack Hughes, professore di fisica e astronomia presso la Rutgers. "Non ci aspettavamo questo ordine in così tanto caos. Si potrebbe dire che la teoria è incompleta, o che c'è qualcos'altro che non capiamo".
Supponendo che la spaziatura tra le righe dei raggi X corrisponde al raggio del movimento a spirale dei protoni a più alta energia nel resto di supernova, la spaziatura corrisponde ad energie di circa 100 volte superiori a quelle raggiunte nel Large Hadron Collider. Queste energie sono pari alle più alte energie dei raggi cosmici che si ritiene siano prodotte nella nostra Galassia.
Poiché i raggi cosmici sono costituiti da particelle cariche, come protoni ed elettroni, la loro direzione di movimento cambia quando incontrano i campi magnetici in tutta la galassia. Quindi, l'origine dei singoli raggi cosmici rilevati sulla Terra non può essere determinata.
I resti di supernova sono stati a lungo considerati un buon candidato per la produzione dei raggi cosmici più energetici della nostra galassia. I protoni possono raggiungere energie che sono centinaia di volte superiori a quelle degli elettroni a più alta energia, ma dato che non irradiano in modo efficiente, come gli elettroni, la prova diretta per l'accelerazione dei protoni dei raggi cosmici di resti di supernova è stata carente.
Questi risultati supportano anche la previsione che i campi magnetici nello spazio interstellare sono enormemente amplificati nei resti di supernova, ma la differenza tra le strutture osservate e quelle previsto implica che altre interpretazioni non possono essere escluse altre
"Siamo stati entusiasti di scoprire queste righe, perché potrebbero consentire di tracciare direttamente, per la prima volta, l'origine delle particelle più energetiche prodotte nella nostra galassia", ha detto Eriksen. "Ma, noi non pretendiamo la ancora di risolvere la questione"
Il resto di supernova di Tycho prende il nome dal famoso astronomo danese Tycho Brahe, che ha riportato l'osservazione della supernova nel 1572. Gli scienziati pensano che l'esplosione sia avvenuta quando una stella nana bianca è cresciuta in massa superando il suo limite di peso, formando quindi una cosiddetta supernova di tipo Ia. Il resto di Tycho si trova nella Via Lattea, a circa 13.000 anni luce dalla Terra.
"I resti di supernova sono i nostri migliori laboratori cosmici per capire come la natura accelera la più alta energia dei raggi cosmici", ha detto Roger Blandford della Stanford University, noto esperto in questo campo che non era coinvolto con questi risultati. "Queste accurate misurazioni forniscono un indizio molto forte su ciò che accade realmente in queste esplosioni."
Questi risultati sono stati pubblicati il 20 Febbraio 2011 sul The Astrophysical Journal Letters. Gli altri co-autori sono Carles Badenes da Tel-Aviv University e del Weizmann Institute of Science in Israele, Robert Fesen al Dartmouth College, NH, Parviz Ghavamian da Space Telescope Science Institute, Baltimore, MD, David Moffett, dalla Furman University di Greenville, SC, Paul Plucinsky da Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), Cambridge, MA, Cara Rakowski dal Naval Research Laboratory, Washington, DC, Estela M. Reynoso presso l'Istituto di Astronomia e Fisica dello Spazio e Università di Buenos Aires, Argentina e Patrick Slane da CfA.
Traduzione a cura di Arthur McPaul (collaboratore Centro Ufologico Ionico)
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