Mlhovina Medúza přináší důkaz: Supernovy urychlují kosmické paprsky do rekordních energií

Kosmické paprsky, které dopadají na Zemi, vykazují široké spektrum energií, od 10^7 elektronvoltů (eV) až po více než 10^20 eV. Ty nejenergetičtější částice mají kinetickou energii srovnatelnou s fotbalovým míčem kopnutým rychlostí 8 metrů za sekundu.

Kosmické paprsky, které dopadají na Zemi, vykazují široké spektrum energií, od 10^7 elektronvoltů (eV) až po více než 10^20 eV. Ty nejenergetičtější částice mají kinetickou energii srovnatelnou s fotbalovým míčem kopnutým rychlostí 8 metrů za sekundu. Graf energií kosmických paprsků z Mléčné dráhy často ukazuje zajímavé odchylky od základního trendu, označované jako „kolena“ a „kotníky“, které naznačují nové procesy nebo metody vzniku kosmických paprsků při dané energii. Vědci předpokládají, že tyto změny sklonu křivky – „kolena“ – značí energetický limit pro kosmické paprsky urychlené materiálem uvolněným z explodující hvězdy. Dosud však bylo obtížné zkoumat konkrétní supernovy spojené s kosmickými paprsky o energiích až k tomuto limitu.

Nyní se podařilo mezinárodní skupině LHAASO Collaboration z Číny změřit spektrum vysokoenergetických gama paprsků z konkrétního pozůstatku supernovy. Pozorování proběhlo pomocí pozemní observatoře Large High Altitude Air Shower Observatory (LHAASO) v jihozápadní Číně. Vědci se zaměřili na pozůstatek supernovy IC 443, známý také jako mlhovina Medúza, která se nachází 5 000 světelných let od Země v souhvězdí Blíženců a explodovala před přibližně 30 000 lety. Tato mlhovina je jedním z nejlépe prostudovaných případů pozůstatků supernov interagujících s okolními molekulárními mraky.

Zjištěné spektrum gama paprsků přesně odpovídá modelu rozpadu pionů, které vznikají, když se protony ze supernovy srážejí a rozptylují v okolním molekulárním mraku. Tento objev poskytuje přímý důkaz, že pozůstatky supernov skutečně fungují jako obrovské kosmické urychlovače částic, které dodávají kosmické paprsky do naší galaxie. Výsledky výzkumu byly publikovány v prestižním časopise Physical Review Letters.

Tento průlomový objev řeší dlouholetou záhadu původu vysokoenergetických kosmických paprsků a potvrzuje klíčovou roli supernov v jejich urychlování. Lepší pochopení těchto procesů je zásadní pro rozluštění struktury energetického spektra kosmických paprsků a pro celkové poznání extrémních jevů ve vesmíru. Otevírá to cestu k dalšímu detailnímu výzkumu těchto kosmických urychlovačů a jejich dopadu na galaktické prostředí.