Daripada melabur dalam pemecut zarah di Bumi, ahli fizik mungkin mempertimbangkan untuk meletupkan beberapa bintang. Ketika zarah bergerak di sekitar sisa, mereka dipercepat oleh medan magnet yang luar biasa, akhirnya mendekati kelajuan cahaya. Gambar-gambar dari Chandra menunjukkan bahawa zarah-zarah itu dipercepat ke tingkat maksimum yang diramalkan oleh teori.
Petunjuk baru mengenai asal-usul sinar kosmik, zarah-zarah bertenaga tinggi yang misterius yang mengebom Bumi, telah diungkapkan menggunakan Observatorium sinar-X Chandra NASA. Gambaran yang sangat terperinci mengenai tinggalan bintang yang meletup memberikan pandangan penting mengenai penjanaan sinar kosmik.
Buat pertama kalinya, para astronom telah memetakan kadar pecutan elektron sinar kosmik dalam sisa supernova. Peta baru menunjukkan bahawa elektron dipercepat pada tahap maksimum secara teoritis. Penemuan ini memberikan bukti yang meyakinkan bahawa sisa-sisa supernova adalah laman utama untuk menghidupkan zarah-zarah bermuatan.
Peta dibuat dari gambar Cassiopeia A, sisa berusia 325 tahun yang dihasilkan oleh kematian bintang yang sangat besar. Lengkungan biru yang berwarna dalam gambar mengesan gelombang kejutan luar yang berkembang di mana pecutan berlaku. Warna lain dalam gambar menunjukkan serpihan dari letupan yang telah dipanaskan hingga berjuta-juta darjah.
"Para saintis telah berteori sejak tahun 1960-an bahawa sinar kosmik mesti diciptakan dalam bidang medan magnet ketika kejutan, tetapi di sini kita dapat melihat ini berlaku secara langsung," kata Michael Stage dari University of Massachusetts, Amherst. "Menjelaskan dari mana datangnya sinar kosmik membantu kita memahami fenomena misteri lain di alam semesta bertenaga tinggi."
Contohnya ialah pecutan zarah bermuatan ke tenaga tinggi dalam pelbagai objek, mulai dari kejutan di magnetosfera di sekitar Bumi hingga jet ekstragalaktik yang hebat yang dihasilkan oleh lubang hitam supermasif dan panjangnya beribu-ribu tahun cahaya.
Para saintis sebelumnya telah mengembangkan teori untuk menjelaskan bagaimana zarah bermuatan dapat dipercepat ke tenaga yang sangat tinggi - bergerak dengan hampir kelajuan cahaya - dengan memantul berulang-ulang melintasi gelombang kejutan berkali-kali.
"Elektron mengambil kelajuan setiap kali melantun di depan kejutan, seperti berada di mesin pinball relativistik," kata ahli pasukan Glenn Allen dari Institut Teknologi Massachusetts (MIT), Cambridge. "Medan magnet seperti bumper, dan kejutannya seperti flipper."
Dalam analisis mereka mengenai set data yang besar, pasukan dapat memisahkan sinar-X yang berasal dari elektron pecutan dari yang berasal dari serpihan bintang yang dipanaskan. Data menunjukkan bahawa sebilangan elektron ini dipercepat pada laju mendekati maksimum yang diramalkan oleh teori. Sinar kosmik terdiri daripada elektron, proton, dan ion, yang mana hanya cahaya dari elektron yang dapat dikesan pada sinar-X. Proton dan ion, yang merupakan sebahagian besar sinar kosmik, diharapkan berkelakuan serupa dengan elektron.
"Sangat mengasyikkan untuk melihat kawasan di mana cahaya yang dihasilkan oleh sinar kosmik sebenarnya melebihi gas 10 juta darjah yang dipanaskan oleh gelombang kejutan supernova," kata John Houck, juga dari MIT. "Ini membantu kita memahami bukan hanya bagaimana sinar kosmik dipercepat, tetapi juga bagaimana sisa-sisa supernova berkembang."
Apabila jumlah tenaga sinar kosmik di belakang gelombang kejutan meningkat, medan magnet di belakang kejutan diubah, bersama dengan watak gelombang kejutan itu sendiri. Meneliti keadaan kejutan membantu para astronom mengesan perubahan sisa supernova dengan masa, dan akhirnya lebih memahami letupan supernova yang asal.
Pusat Penerbangan Angkasa Marshall NASA, Huntsville, Ala., Menguruskan program Chandra untuk Direktorat Misi Sains agensi. Observatorium Astrofizik Smithsonian mengendalikan operasi sains dan penerbangan dari Chandra X-ray Center, Cambridge, Mass.
Sumber Asal: Siaran Berita Chandra
