Nämä gamma-säteet, jotka saavuttavat yli 100 teraelektronvolttia, tulevat erityiseltä alueelta: galaktiselta keskukselta. Kansainvälinen tutkimusryhmä on ensimmäistä kertaa pystynyt jäljittämään niiden alkuperän, paljastaen PeVatronin, joka on edelleen salaperäinen äärimmäisen energian lähde.
Tutkijoiden mukaan tämä havainto merkitsee ennennäkemätöntä läpimurtoa universumin väkivaltaisimpien fysikaalisten prosessien tutkimuksessa. Se auttaa ymmärtämään, miten tietyt gamma-säteet saavuttavat huikeita energiatasoja ja ilmiöitä niiden takana.
PeVatron, näiden ultraenergisten gamma-säteiden lähde, on edelleen suurelta osin ymmärtämätön. Tutkijat ehdottavat, että tämä entiteetti voisi liittyä Linnunradan supermassiivisen mustan aukon ympärillä oleviin vihamielisiin ympäristöihin, jotka ovat vaikeasti saavutettavissa perinteisillä havainnoilla.
Linnunradan keskialue tunnetaan intensiivisestä aktiivisuudestaan, jossa sekoittuvat neutronitähdet ja valkoiset kääpiöt. Tulenarkojen kaasupilvien ympäröimänä tämä alue säteilee energiaa, jota on vaikea havaita suoraan. Kuitenkin gamma-säteet mahdollistavat tämän pimeyden läpäisemisen, sillä ne kulkevat tiheiden kaasujen läpi.
PeVatronin kiihdyttämät hiukkaset saavuttavat energioita, jotka ovat luokkaa 1 petaelektronvolt (PeV), kaukana ihmisteknologian kyvyistä. Nämä hiukkaset vuorovaikuttavat ympäröivien kaasujen kanssa, tuottaen gamma-säteitä, joita HAWC voi havaita. Tämä ilmiö korostaa harvoin havaittua voimaa Linnunradassa.
Näiden säteiden vangitsemiseksi HAWC käyttää jättimäisiä vesialtaita. Kun korkean energian hiukkanen kulkee veden läpi nopeudella, joka ylittää valon nopeuden tässä ympäristössä, se säteilee sinistä hohtoa, jota kutsutaan Cherenkov-valoksi, joka on kuin "äänipamaus" mutta valolle.
Näiden tietojen analysointi mahdollistaa havaittujen hiukkasten alkuperän jäljittämisen ja ilmiöihin liittyvän energian ymmärtämisen. HAWC, joka jatkaa Milagro-projektin kokeita Uudessa-Meksikossa, sijaitsee etelämmässä.
Tutkijat aikovat laajentaa havaintojaan uudessa observatoriossa Chilessä, Southern Wide-field Gamma-ray Observatoryssa. Laajentamalla havaintokenttäänsä he toivovat voivansa ratkaista PeVatronien ja äärimmäisten ilmiöiden mysteerit galaksimme ytimessä.
Mikä on PeVatron?
PeVatron on äärimmäisen energisten gamma-säteiden lähde, joka kykenee kiihdyttämään hiukkasia energioihin, jotka ovat lähellä petaelektronvoltia (PeV), eli miljoona biljoonaa elektronivolttia. Tämä termi yhdistää "PeV" äärimmäisestä energiasta ja "tron" hiukkasten kiihdyttämisestä.PeVatronien mysteeri kiehtoo tutkijoita, sillä se viittaa väkivaltaisiin fysikaalisiin prosesseihin, kuten galaktisessa keskuksessa havaittuihin, supermassiivisten mustien aukkojen ympärillä tai tähtien räjähdyksissä (supernovissa). Tällaiset lähteet voisivat myös liittyä tähden ytimien törmäyksiin tai neutronitähtien fuusioihin.
PeVatronit ovat keskeisiä ymmärtämään, miten kosmiset hiukkaset kiihdytetään lähes valon nopeuteen. Ne auttavat selittämään gamma-säteiden leviämistä galaksissamme ja ovat indikaattoreita harvinaisista ja intensiivisistä energialähteistä universumissa.
PeVatronien tutkiminen, jota helpottavat observatoriot kuten HAWC, syventää tietämystämme kosmisten säteiden ja tähtienvälisen aineen vuorovaikutuksista, valaisten uusia näkökulmia äärimmäisiin galaktisiin ympäristöihin.