Negen bronnen van extreem hoogenergetische gammastraling vormen een nieuwe catalogus die is samengesteld door onderzoekers van het High-Altitude Water Cherenkov (HAWC) Gamma-Ray Observatory. Ze produceren allemaal gammastralen met een energie van meer dan 56 biljoen elektronvolt (TeV) en drie zenden gammastralen uit die zich uitstrekken tot 100 TeV en meer, waardoor dit de hoogste energiebronnen zijn die ooit in onze melkweg zijn waargenomen. De catalogus helpt verklaren waar de deeltjes vandaan komen en hoe ze tot zulke extremen worden versneld.

"De aarde wordt voortdurend gebombardeerd met geladen deeltjes die kosmische straling worden genoemd, maar omdat ze belast zijn, ze buigen in magnetische velden en wijzen niet terug naar hun bronnen. We vertrouwen op gammastraling, die worden geproduceerd dicht bij de bronnen van de kosmische straling, om hun oorsprong te verfijnen, " zei Kelly Malone, een astrofysicus in de Neutron Science and Technology-groep in het Los Alamos National Laboratory en een lid van de wetenschappelijke samenwerking van HAWC. "Er zijn nog steeds veel onbeantwoorde vragen over de oorsprong en versnelling van kosmische straling. Hoogenergetische gammastralen worden geproduceerd in de buurt van kosmische stralingslocaties en kunnen worden gebruikt om de versnelling van kosmische straling te onderzoeken. er is enige onduidelijkheid over het gebruik van gammastraling om dit te bestuderen, aangezien hoogenergetische gammastraling ook via andere mechanismen kan worden geproduceerd, zoals fotonen met lagere energie die van elektronen worden verstrooid, die vaak voorkomt in de buurt van pulsars."

De nieuw gecatalogiseerde astrofysische gammastralingsbronnen hebben energieën die ongeveer 10 keer hoger zijn dan die kunnen worden geproduceerd met behulp van experimentele deeltjesversnellers op aarde. Hoewel eerder astrofysische deeltjes met hogere energie zijn gedetecteerd, dit is de eerste keer dat specifieke galactische bronnen zijn gelokaliseerd. Alle bronnen hebben extreem energetische pulsars (sterk gemagnetiseerde roterende neutronensterren) in de buurt. Het aantal gedetecteerde bronnen kan erop wijzen dat emissie van ultrahoge energie een algemeen kenmerk is van krachtige deeltjeswinden afkomstig van pulsars ingebed in interstellaire gaswolken die bekend staan ​​als nevels, en dat er nog meer detecties zullen volgen.

Het HAWC Gamma-Ray Observatorium bestaat uit een reeks met water gevulde tanks die hoog op de hellingen van de Sierra Negra-vulkaan in Puebla staan, Mexico, waar de atmosfeer dun is en betere omstandigheden biedt voor het waarnemen van gammastraling. Wanneer deze gammastralen moleculen in de atmosfeer treffen, produceren ze regens van energetische deeltjes. Hoewel niets sneller kan reizen dan de lichtsnelheid in een vacuüm, licht beweegt langzamer door water. Als resultaat, sommige deeltjes in kosmische stralingsdouches reizen sneller dan het licht in het water in de HAWC-detectortanks. De sneller-dan-lichtdeeltjes, beurtelings, produceren karakteristieke lichtflitsen genaamd Cherenkov-straling. Door de Cherenkov-flitsen in de HAWC-watertanks op te nemen, onderzoekers kunnen de bronnen van de deeltjesdouches reconstrueren om meer te weten te komen over de deeltjes die ze in de eerste plaats hebben veroorzaakt.

De HAWC-medewerkers zijn van plan door te gaan met zoeken naar de bronnen van hoogenergetische kosmische straling. Door hun gegevens te combineren met metingen van andere soorten observatoria zoals neutrino, röntgenfoto, radio- en optische telescopen, ze hopen de astrofysische mechanismen te ontrafelen die de kosmische straling produceren die voortdurend op onze planeet neerkomt.

De studie is gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven .