Sumbernya bisa jadi adalah “gelembung” besar di luar angkasa

Kondisi di wilayah pembentuk bintang Cygnus OB2 ideal untuk produksi sinar kosmik berenergi tinggi. Kredit: X-ray: NASA/CXC/SAO/J. Itik jantan dkk.; H-alfa : Univ. dari Hertfordshire/INT/IPHAS; Inframerah: NASA/JPL-Caltech/Spitzer

Para astronom telah menemukan ledakan sinar gamma yang sangat besar yang mungkin menjadi sumber sinar kosmik paling kuat di Bima Sakti – partikel berenergi tinggi yang menghujani bumi dari luar angkasa.

Akselerator galaksi turbocharged – dijuluki “super PeVatron” – mampu menembakkan sinar kosmik dengan energi setidaknya 10 petaelektronvolt (PeV; 1016 elektronvolt), mendorong batas atas energi yang diperkirakan akan dicapai oleh partikel-partikel tersebut di Bima Sakti. .

Temuan yang dipublikasikan di Science Bulletin1 mengonfirmasi bahwa sumber energi tinggi semacam itu ada di galaksi kita. “Kami telah mencari hal semacam ini selama bertahun-tahun,” kata rekan penulis studi, Zhen Cao, ahli astrofisika di Institut Fisika Energi Tinggi dari Akademi Ilmu Pengetahuan China di Beijing. “Sekarang kami benar-benar bisa melihatnya.

Observatorium gunung Tiongkok mulai mencari asal usul sinar kosmik

Sinar kosmik adalah partikel subatom, sering kali proton atau inti atom, yang bergerak melintasi ruang angkasa dengan kecepatan hampir sama dengan kecepatan cahaya. Sinar kosmik yang berada di Bima Sakti diketahui memiliki energi sebesar setidaknya beberapa PeV, namun menemukan sumber sinar kosmik berenergi sangat tinggi sangatlah sulit. Hal ini karena sinar kosmik memantulkan medan magnet saat melintasi ruang angkasa, sehingga jalur penerbangannya sangat berbelit-belit sehingga sulit menentukan titik asalnya. Untuk menghindari masalah ini, para ilmuwan mengukur foton sinar gamma—partikel yang dihasilkan oleh interaksi sinar kosmik dengan gas antarbintang. Sinar gamma membawa 10% energi sinar kosmik dan merambat dalam garis lurus, sehingga memudahkan identifikasi sumber potensial sinar kosmik.

Cao dan rekan-rekannya menggunakan Large High Altitude Air Shower Observatory (LHAASO) di Daocheng, Tiongkok untuk mengukur sinar gamma yang berasal dari Cygnus OB2, wilayah pembentuk bintang masif di konstelasi Cygnus.

Tim LHAASO mendeteksi struktur pemancar gamma raksasa, yang dikenal sebagai gelembung, yang memancarkan foton dengan energi lebih besar dari 1 PeV, salah satunya adalah 2,5 PeV. Hal ini menunjukkan bahwa wilayah tersebut dapat menghasilkan sinar kosmik yang mencapai energi setidaknya antara 10 dan 25 PeV, kata Cao.

Bintang-bintang panas dan berumur pendek di Cygnus OB2 menghasilkan angin bintang yang mencapai kecepatan ribuan kilometer per detik, kata Cao. Ketika hembusan angin ini bertabrakan dengan gas dan material lain yang ada di antara bintang-bintang, hal tersebut menciptakan kondisi ideal untuk mempercepat sinar kosmik ke tingkat energi yang tinggi.

Pengamatan menunjukkan bahwa sinar kosmik yang berasal dari Bima Sakti dapat mencapai energi yang jauh lebih tinggi daripada yang diperkirakan sebelumnya, kata Gavin Rowell, fisikawan astropartikel di Universitas Adelaide di Australia. “Hasilnya tentu sangat menggembirakan,” tambahnya.

Selanjutnya, Cao dan timnya akan mempelajari Cygnus OB2 lebih detail untuk mencoba menemukan sumber pasti sinar kosmik berenergi tinggi di cluster tersebut. Mereka juga akan terus berburu superakselerator lain di Bima Sakti, kata Cao.