Oamenii de știință tocmai au detectat radiații cosmice cu energie niciodată observată până acum, dezvăluind surse misterioase situate relativ aproape de sistemul nostru solar. Aceste particule încărcate, formate din electroni și pozitroni, ating niveluri de energie de până la 40 de terraelectronvolți (TeV), sau de aproximativ 40.000 de ori energia luminii vizibile. Această descoperire ridică atâtea întrebări cât oferă oportunități de a explora fenomenele energetice extreme ale Universului.
Radiațiile cosmice sunt formate din particule de foarte mare energie care călătoresc prin spațiu cu viteze apropiate de viteza luminii. Ele sunt produse de unele dintre cele mai violente evenimente din Univers: explozii stelare numite supernove, pulsari (stele neutronice care se rotesc rapid) și găuri negre active. Când ajung pe Pământ, interacționează cu atmosfera formând „ploi de particule” detectabile de instrumente sensibile la sol. Aceste radiații sunt greu de studiat din cauza energiei lor adesea disproporționate și a distanțelor pe care le parcurg în spațiu. Această provocare i-a determinat pe astrofizicieni să dezvolte instrumente sofisticate precum observatorul HESS (High Energy Stereoscopic System) pentru a le dezvălui misterele.
Situat în Namibia, observatorul HESS este format din cinci telescoape capabile să scaneze atmosfera superioară a Pământului. Aceste instrumente detectează un fenomen cunoscut sub numele de radiație Cherenkov: o strălucire albăstruie produsă atunci când particulele se deplasează prin atmosferă mai repede decât viteza luminii în acel mediu. Studiind acest semnal, cercetătorii pot urmări traiectoria și energia razelor cosmice. Timp de mai bine de un deceniu, telescoapele HESS au acumulat date permițând oamenilor de știință să creeze o hartă detaliată a razelor cosmice care lovesc Pământul. Surpriza a venit din detectarea particulelor care ating 40 TeV, un nivel de energie niciodată măsurat până acum. Această descoperire, prezentată într-un articol publicat în Physical Review Letters , dezvăluie că sursele lor sunt extrem de puternice, dar și relativ apropiate: mai puțin de 1.000 de ani lumină, o distanță nesemnificativă pe scara galaxiei care măsoară în jur de 100.000 de ani lumină în diametru.
Pentru ca radiațiile cosmice să ajungă pe Pământ cu o astfel de energie, trebuie să fie produsede o sursă localizată la o distanță scurtă, deoarece aceste particule pierd energie pe măsură ce trec prin spațiu din cauza interacțiunilor lor cu lumina și câmpurile magnetice. Prin urmare, cercetătorii cred că aceste raze ultraenergetice provin dintr-un număr limitat de surse apropiate sistemului nostru solar. Posibilii candidați includ pulsari, stele neutronice care se rotesc rapid și care emit vânturi puternice de particule. Ar putea fi implicate și supernove recente. Cu toate acestea, nu este exclusă posibilitatea unor surse încă necunoscute, ceea ce adaugă o doză de mister acestei descoperiri.
Măsurarea acestor raze cosmice ultraenergetice constituie un progres semnificativ din mai multe motive. În primul rând, oferă o viziune unică asupra fenomenelor astrofizice extreme care au loc în apropierea Pământului. Apoi, face posibilă testarea și rafinarea modelelor teoretice privind producerea și propagarea razelor cosmice. În cele din urmă, evidențiază importanța infrastructurilor de la sol, cum ar fi HESS, pentru explorarea domeniilor astrofizicii care scapă de telescoapele spațiale.
Acest progres deschide, de asemenea, numeroase căi de cercetare. Astrofizicienii vor căuta să identifice cu precizie sursele acestor raze cosmice. Ei vor încerca, de asemenea, să înțeleagă mecanismele care permit acestor particule să atingă astfel de energii. Mai larg, această descoperire ridică întrebări cu privire la fenomenele energetice care au loc în cartierul nostru galactic.
