Alih-alih berinvestasi dalam akselerator partikel di Bumi ini, fisikawan mungkin mempertimbangkan untuk meledakkan beberapa bintang. Saat partikel bergerak di sekitar sisa, mereka dipercepat oleh medan magnet yang luar biasa, akhirnya mendekati kecepatan cahaya. Gambar-gambar dari Chandra menunjukkan bahwa partikel sedang dipercepat ke tingkat maksimum yang diprediksi oleh teori.
Petunjuk baru tentang asal-usul sinar kosmik, partikel berenergi tinggi misterius yang membombardir Bumi, telah diungkapkan menggunakan Chandra X-ray Observatory NASA. Gambar luar biasa terperinci dari sisa-sisa bintang yang meledak memberikan wawasan penting ke generasi sinar kosmik.
Untuk pertama kalinya, para astronom telah memetakan laju percepatan elektron sinar kosmik dalam sisa supernova. Peta baru menunjukkan bahwa elektron dipercepat mendekati laju maksimum secara teoritis. Penemuan ini memberikan bukti kuat bahwa sisa-sisa supernova adalah situs utama untuk memberi energi pada partikel bermuatan.
Peta itu dibuat dari gambar Cassiopeia A, sisa 325 tahun yang dihasilkan oleh ledakan ledakan bintang besar. Lengkungan biru tipis di gambar melacak gelombang kejut luar yang meluas di mana akselerasi terjadi. Warna-warna lain dalam gambar menunjukkan puing-puing dari ledakan yang telah dipanaskan hingga jutaan derajat.
"Para ilmuwan telah berteori sejak 1960-an bahwa sinar kosmik harus dibuat dalam kusut medan magnet pada kejutan, tetapi di sini kita dapat melihat ini terjadi secara langsung," kata Michael Stage dari University of Massachusetts, Amherst. "Menjelaskan dari mana datangnya sinar kosmik membantu kita untuk memahami fenomena misterius lainnya di alam semesta berenergi tinggi."
Contohnya adalah percepatan partikel bermuatan hingga energi tinggi di berbagai objek, mulai dari guncangan di magnetosfer di sekitar Bumi hingga jet ekstragalaktik mengagumkan yang dihasilkan oleh lubang hitam supermasif dan panjangnya ribuan tahun cahaya.
Para ilmuwan sebelumnya telah mengembangkan teori untuk menjelaskan bagaimana partikel bermuatan dapat dipercepat menjadi energi yang sangat tinggi - bepergian dengan kecepatan cahaya yang hampir sama - dengan memantulkan bolak-balik melintasi gelombang kejut berkali-kali.
"Elektron menambah kecepatan setiap kali mereka memantul melewati bagian depan guncangan, seperti mereka berada di mesin pinball relativistik," kata anggota tim Glenn Allen dari Massachusetts Institute of Technology (MIT), Cambridge. "Medan magnetnya seperti bumper, dan goncangannya seperti sirip."
Dalam analisis mereka terhadap kumpulan data besar, tim mampu memisahkan sinar-X yang berasal dari elektron yang dipercepat dari yang berasal dari puing-puing bintang yang dipanaskan. Data menyiratkan bahwa beberapa elektron ini dipercepat pada tingkat mendekati maksimum yang diprediksi oleh teori. Sinar kosmik tersusun atas elektron, proton, dan ion, yang hanya dapat dideteksi dengan cahaya dari elektron dalam sinar-X. Proton dan ion, yang merupakan bagian terbesar dari sinar kosmik, diharapkan berperilaku serupa dengan elektron.
"Sangat menyenangkan melihat daerah di mana cahaya yang dihasilkan oleh sinar kosmik benar-benar mengalahkan gas 10 juta derajat yang dipanaskan oleh gelombang kejut supernova," kata John Houck, juga dari MIT. "Ini membantu kita memahami tidak hanya bagaimana sinar kosmik dipercepat, tetapi juga bagaimana sisa-sisa supernova berevolusi."
Ketika energi total sinar kosmik di belakang gelombang kejut meningkat, medan magnet di belakang kejut diubah, bersama dengan karakter gelombang kejut itu sendiri. Meneliti kondisi dalam guncangan membantu para astronom melacak perubahan sisa supernova dengan waktu, dan pada akhirnya lebih memahami ledakan supernova asli.
Pusat Penerbangan Luar Angkasa Marshall NASA, Huntsville, Alabama, mengelola program Chandra untuk Direktorat Misi Sains agensi tersebut. Observatorium Astrofisika Smithsonian mengendalikan operasi sains dan penerbangan dari Chandra X-ray Centre, Cambridge, Mass.
Sumber Asli: Siaran Berita Chandra
