Ένα αστρικό σύστημα επιταχύνει πρωτόνια σε ενέργειες που ανταγωνίζονται τον επιταχυντή LHC

Οι φυσικοί που μοχθούν στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων έχουν τώρα έναν ουράνιο αντίπαλο. Πρωτόνια σε ένα ζευγάρι άστρων, που κινούνται το ένα γύρω από το άλλο, συνελήφθησαν να έχουν ενέργειες συγκρίσιμες με αυτές που μπορούν να επιτευχθούν στον ισχυρότερο επιταχυντή στον κόσμο, σύμφωνα με μια νέα έρευνα.

Ένα πορτρέτο του τεράστιου αστρικού συστήματος Ήτα Τρόπιδας, στο ορατό φως

Τα δύο άστρα από τα μεγαλύτερα που γνωρίζουμε στον Γαλαξία – συναποτελούν το σύστημα αστέρων Ήτα Τρόπιδας (Eta Carinae), κάπου 7.500 έτη φωτός από τη Γη. Τα άστρα αυτά με την τεράστια μάζα εκπέμπουν πυκνούς αστρικούς ανέμους, ενώ έχει υπολογιστεί ότι το Eta Carinae ρίχνει προς τα έξω μάζα ίση με της Γης κάθε εβδομάδα.

Το διαστημικό τηλεσκόπιο Fermi της NASA των ακτίνων-γ κατέγραψε πρόσφατα ακτίνες γάμμα από το Ήτα Τρόπιδος, να κυμαίνονται από 20 έως 50 δισεκατομμύρια ηλεκτρονιοβόλτ, ανέφερε ο Roland Walter του Πανεπιστημίου της Γενεύης, σε ένα συμπόσιο Σχετικιστικής Αστροφυσικής που πραγματοποιήθηκε στη Χαϊδελβέργη.

Η πιο αληθοφανής εξήγηση για αυτές τις ενεργητικές εκπομπές είναι ότι τα πρωτόνια, τα οποία έχουν παγιδευτεί από τα ισχυρά μαγνητικά πεδίο του συστήματος, κινούνται συνεχώς εμπρός και πίσω μεταξύ των δύο αστρικών ανέμων, κερδίζοντας έτσι ενέργεια κατά τη διάρκεια της κάθε αναπήδησης. Υπολογίζεται ότι τα πρωτόνια αποκτούν ενέργειες τουλάχιστον 10 τρισεκατομμύρια ηλεκτρονιοβόλτ (TeV), υψηλότερες από τη μέγιστη ενέργεια που αποκτούν τα πρωτόνια, 7 τρισεκατομμύρια ηλεκτρονιοβόλτ, στον επιταχυντή LHC, εκτιμά ο Walter και οι συνεργάτες του. "Το Ήτα Τρόπιδος είναι μια έκδοση λίγο μεγαλύτερης κλίμακας από τον Μεγάλο Επιταχυντή," δήλωσε ο Walter.

Εκτός από τα πρωτόνια των 10 TeV, οι ισχυροί αστρικοί άνεμοι της Τρόπιδος μεταφέρουν φορτισμένα άτομα. Όταν τα ενεργητικά πρωτόνια συγκρούονται με αυτά τα ιόντα, τα πρωτόνια παράγουν σωματίδια που ονομάζονται πιόνια και τα οποία όταν διασπώνται παράγουν ακτίνες γάμμα που παρατηρούνται από το τηλεσκόπιο ακτίνων-γ Fermi.

Η μελέτη δείχνει ότι οι συγκρούσεις μεταξύ των αστρικών ανέμων είναι μια πιθανή πηγή του ρεύματος πρωτονίων καθώς και άλλων ενεργητικών ιόντων υψηλής ταχύτητας, που ονομάζονται κοσμικές ακτίνες, μέσα στον Γαλαξία μας. Το φαινόμενο αυτό είχε προβλεφθεί από καιρό, αλλά οι εκπομπές από το Ήτα Τρόπιδος προσφέρουν κάποια αρχικά απόδειξη αυτού του μοντέλου, λέει ο Walter.

Άλλα μεγάλα αστρικά συστήματα, που επίσης αναμένεται να έχουν ισχυρούς αστρικούς ανέμους, μπορεί να είναι πρώτης τάξεως υποψήφιοι για τη δημιουργία των κοσμικών ακτίνων, πρόσθεσε.