Vedci možno objavili najvýkonnejší urýchľovač častíc vo vesmíre. Ukrýva sa v supernovách
Výbuchy hviezd môžu vytvárať častice tisíckrát silnejšie než v CERN-e – ak pred explóziou „pustia“ dostatok plynu.
Supernovy, teda explodujúce hviezdy, môžu byť podľa nového výskumu tým, čím vedci celé desaťročia márne pátrali – zdrojom najextrémnejších častíc vo vesmíre. Aby však takéto kozmické urýchľovače vznikli, hviezda musí ešte pred výbuchom prísť o obrovské množstvo hmoty.
Záhada kozmických lúčov
Vedci už takmer storočie pozorujú záhadné vysokoenergetické častice prichádzajúce z vesmíru, známe ako kozmické lúče. Sú tvorené najmä protónmi a niekedy aj jadrami ťažších prvkov. Mnohé z nich narazia do atmosféry Zeme alebo sa odklonia v magnetickom poli planéty. No približne raz za sekundu jeden z týchto lúčov zasiahne aj naše telo.
Najsilnejšie z týchto častíc nesú energiu až jeden petaelektrónvolt (PeV) – teda tisícnásobne viac, než zvládne najvýkonnejší urýchľovač častíc na Zemi, Veľký hadrónový urýchľovač pri Ženeve.
Hviezdy, ktoré „vypustia“ škrupinu
Astronómovia už dávno predpokladali, že za tieto častice môžu supernovy. Majú energiu, častice aj magnetické polia – teda ideálne podmienky na vznik tzv. PeVatronov, prírodných generátorov PeV lúčov. No pozorovania supernov ako Tycho či Cassiopeia A nezodpovedali očakávaniam – častice z nich boli príliš slabé.
Nový výskum publikovaný v časopise Astronomy & Astrophysics však naznačuje, že supernova sa musí „pripraviť“. Pred explóziou musí hviezda stratiť najmenej dvojnásobok hmotnosti Slnka – a túto hmotu nesmie rozptýliť ďaleko. Musí vytvoriť hustú, kompaktnú škrupinu plynu blízko seba.
Energetické peklo na pár mesiacov
Keď potom príde samotná supernova, výbuch narazí do tejto škrupiny. Magnetické polia sa prudko zosilnia a náhodné častice v prostredí sa začnú zrýchľovať – odrážané vlnou výbuchu získavajú energiu až do úrovne PeV. Nakoniec sa z chaotického prostredia „vyslobodia“ a odletia do galaxie.
Tento proces však netrvá večne. Po niekoľkých mesiacoch sa rázová vlna spomalí a schopnosť vytvárať tie najenergetickejšie častice zmizne. Preto vedci doposiaľ takýto jav priamo nepozorovali – za posledné desaťročia žiadna supernova v Mliečnej dráhe nevybuchla dostatočne blízko v správny moment.
