Jauh di dataran tinggi Tibet, para ilmuwan baru saja mengukur cahaya paling energik yang pernah ada. Foton-foton ini adalah sinar gamma dengan energi melebihi 100 triliun elektron - satu bahkan memiliki hampir 500 triliun elektron energi. Sebelumnya, hanya foton dengan puluhan triliun elektron yang terlihat.
Para ilmuwan menemukan foton-foton itu berasal dari Nebula Kepiting, sebuah pulsar, atau supernova pemintalan yang kuat, yang tersisa 6.523 tahun cahaya.
Hasil baru ditemukan dengan bagian dari Tibet Air Shower Array, sebuah eksperimen yang menggunakan 4 juta kaki persegi (36.900 meter persegi) detektor untuk mencari partikel berenergi tinggi seperti sinar kosmik dan sinar gamma. Ketika partikel seperti itu menghantam atmosfer bagian atas, mereka menciptakan hujan partikel subatomik sekunder yang dideteksi oleh array. Udara rarifikasi di atas susunan, yang berdiri 14.100 kaki (4.300 meter) di atas permukaan laut, memungkinkan lebih banyak partikel sekunder untuk sampai ke tanah.
Dengan mempelajari hujan partikel sekunder yang disebut muon, para ilmuwan dapat bekerja mundur untuk mencari tahu energi dan asal dari sinar gamma yang masuk yang menyebabkan hujan. Dalam sebuah makalah baru yang diterima pada 13 Juni untuk Physical Review Letters, para astronom yang mempelajari shower Nebula Kepiting ini melaporkan 24 peristiwa yang disebabkan oleh foton dengan energi lebih tinggi dari 100 triliun elektronvolt. Sebagai perbandingan, partikel cahaya tampak dari matahari kita hanya memiliki energi beberapa elektron.
"Ini adalah hasil yang sangat, sangat penting," Felix Aharonian, profesor di Dublin Institute for Advanced Studies, yang tidak terlibat dengan pekerjaan baru itu, mengatakan kepada Live Science. "Ini setuju dengan harapan untuk sebagian besar dan itu bisa memiliki banyak implikasi karena sekarang ini hasil eksperimen, bukan hanya spekulasi teoritis."
Hasil khusus membantu para ilmuwan untuk memahami bagaimana foton berenergi tinggi tersebut dibuat, dan jika ada batasan berapa banyak energi yang dapat mereka miliki. Para ilmuwan berspekulasi bahwa dalam kasus ini, sinar gamma telah dipercepat melalui proses yang dikenal sebagai hamburan Inverse Compton. Selama proses ini, elektron berenergi super tinggi memantul foton energi rendah, memberikan foton energi luar biasa. Elektron-elektron dalam Nebula Kepiting ini mungkin telah menyebarkan foton berenergi rendah dari radiasi latar kosmik - beberapa cahaya pertama alam semesta.
"Kami tahu bahwa Nebula Kepiting adalah sumber unik di alam semesta," kata Aharonian kepada Live Science. "Sekarang kita melihat bahwa ya, elektron di Nebula Kepiting dipercepat hingga 1.000 triliun elektron."
Gelombang kejut di lingkungan magnetik di nebula cenderung bertanggung jawab untuk mempercepat elektron ke energi ekstrem seperti itu. Jika dikonfirmasi, ini akan menambahkan Nebula Kepiting ke hanya beberapa pulsar lain yang diusulkan di pusat galaksi yang diperkirakan mampu mempercepat elektron hingga tingkat ini.
