Razele cosmice – particule de mare viteză ce lovesc în mod constant planeta noastră – îşi au originile în explozia supernovelor, confirmă o nouă cercetare ce rezolvă acest mister astronomic. Protonii constituie 90% din aceste raze ce lovesc atmosfera Pământului. Razele cosmice au fost descoperite acum un secol de fizicianul austriac Victor Franz Hess.
Oamenii de ştiinţă postulaseră două ipoteze pentru a explica originea acestor protoni: exploziile supernovelor din galaxia noastră, Calea Lactee, sau jeturi puternice de energie ce originau din găuri negre aflate în alte locuri din Univers. Majoritatea oamenilor de ştiinţă înclinau spre ipoteza ce indica supernovele ca sursa acestor raze cosmice, însă nu existau dovezi care să ateste acest lucru, explică Stefan Funk, astrofizician la Universitatea Stanford şi coautor al noii cercetări.
Noul raport a fost prezentat în cadrul conferinţei anuale a AAAS (American Association for the Advancement of Science), fiind totodată publicat în ediţia de astăzi a jurnalului ştiinţific Science. „În ultimul secol am aflat multe lucruri noi despre razele cosmice, pe măsură ce acestea ajungeau aici. De asemenea, am avut suspiciuni puternice despre sursa accelerării lor, dar nu am avut dovezi clare în acest sens”, a explicat Funk.
Folosind un instrument NASA, Telescopul Spaţial Fermi Gamma-ray, cercetătorii au analizat de-a lungul a patru ani datele generate de rămăşiţele a două supernove aflate la mii de ani-lumină distanţă de Terra, găsind astfel dovezile mult-căutate. „Pentru prima dată am putut detecta dovezile clare ce explică accelerarea protonilor. Gândiţi-vă că este vorba despre «cele mai gigantice» explozii din galaxia noastră, iar acestea dau energie celor mai mici elemente pe care le cunoaştem”, a explicat Funk.
Rămăşiţele supernovelor ce au permis această descoperire sunt cunoscute sub numele de IC 443 şi W44 şi se află la 5.000 şi respectiv 9.500 ani-lumină de Terra, conform NASA.
Cercetătorii au descoperit că undele de şoc ale supernovelor duc la accelerarea protonilor aproape de viteza luminii, transformându-i astfel în raze cosmice. „Atunci când aceşti protoni energetici se ciocnesc cu protoni statici aflaţi în gaze sau în praf, ei dau naştere razelor gamma cu semnături distincte, oferind astfel cercetătorilor dovezile ferme de care aveau nevoie pentru a confirma «locul de naştere» al razelor cosmice”, a explicat Funk.
Cu toate acestea, nu au fost rezolvate toate misterele referitoare la razele cosmice. „Deşi am demonstrat că rămăşiţele supernovelor accelerează razele cosmice, următorul pas va fi să stabilim cu exactitate modul în care fac acest lucru şi să identificăm până la ce energii pot face asta”, a mai spus Funk. De asemenea, cercetătorul a subliniat că „există anumite sugestii care afirmă că razele cosmice au produs primele mutaţii ce au făcut viaţa posibilă pe Terra”, fiind posibil totodată ca ele să producă picăturile de condens ce duc la formarea norilor.
Cercetătorii români explorează raze cosmice din pampasul argentinian
Începând cu finele anului trecut, Cercetătorii de la Institutul de Ştiinţe Spaţiale de pe Platforma de Fizică Măgurele s-au alăturat colaborării Observatorul Pierre Auger în încercarea de a dezlega misterele razelor cosmice de energii ultra-înalte care vin din spaţiul cosmic şi pătrund scoarţa terestră. "În fiecare secundă suntem bombardaţi de particule cosmice. La 100 de ani de la descoperirea lor nu ştim cu exactitate încă de unde vin, cum sunt produse şi accelerate la energii enorme: poate fi vorba de o gaură neagră activă în galaxia noastră sau într-o altă galaxie", a declarat dr. Gina Isar.
Cercetătorii români de la Institutul de Ştiinţe Spaţiale din Măgurele dezvoltă proiecte din diverse domenii precum fizica astroparticulelor, fizica energiilor înalte, astrofizică şi cosmologie, dar şi activităţi de cercetare aplicată, proiectare şi dezvoltare de tehnologii spaţiale. Până în prezent, oamenii de ştiinţă de aici s-au implicat în colaborări şi parteneriate de renume naţional şi internaţional, precum CERN-ALICE, şi programul NASA, cu primul experiment românesc trimis pe Staţia Spaţială Internaţională.
Acum, specialiştii români vor colabora cu o echipă de alţi oameni de ştiinţă din 18 ţări la Auger, cel mai mare experiment de radiaţie cosmică din lume, detectează aceşti mesageri ai universului („cosmic messengers”) cu 1660 de tancuri cu apă, în paralel şi complementar cu patru telescoape optice şi 24 de antene radio. De asemenea, experimentul se întinde pe o suprafaţă de 3.000 de kilometri pătraţi, care este de 10 ori mai mare decât cea a Bucureştiului.
Studiul razelor cosmice este important deoarece acestea ar putea ajuta la descoperirea unor noi informaţii legate de originea noastră, de modul în care a evoluat sistemul nostru solar şi dinamica galaxiei noastre.
La Auger, România este reprezentată şi de Institutul de Fizică şi Inginerie Nucleară „Horia Hulubei”, Universitatea din Bucureşti şi Universitatea Politehnica din Bucureşti. În total, la proiect lucrează 94 de cercetători internaţionali, din 18 ţări. Institutul de Ştiinţe Spaţiale se va implica în acest proiect asigurând suport hardware computaţional performant, dezvoltarea de detectori, servicii de mentenanţă şi control. De asemenea, cercetătorii români vor prelucra, simula, analiza şi interpreta date experimentale. „Asocierea Institutului de Ştiinţe Spaţiale la colaborarea Auger deschide un întreg teritoriu ştiinţific cercetătorilor noştri, oferindu-le oportunităţi extraordinare de cercetare în domeniul fizicii astroparticulelor. Mai mult decât atât, sperăm ca astfel de colaborări internaţionale să îi atragă pe tinerii români către cercetarea românească şi în particular către institutul nostru”, a declarat dr. Sorin Zgură, directorul Institutului.
