O supernovă aflată la ani-lumină distanță poate fi mai puternică decât orice accelerator de particule construit pe Pământ. O confirmare recentă arată că, în anumite condiții, exploziile stelare produc particule de o mie de ori mai energetice decât cele create în laboratoare.
Dar această performanță durează doar câteva luni, ceea ce o face aproape imposibil de prins în acțiune. De aproape un secol, oamenii de știință detectează raze cosmice – protoni veniți din adâncurile spațiului – care lovesc constant Terra.
Unele dintre ele ating energii fabuloase, de peste un petaelectronvolt (PeV), adică un milion de miliarde de electronvolți.
Ca termen de comparație, Marele Colisionar de Hadroni (LHC) de la CERN abia dacă atinge 0,01 PeV. Originea acestor particule extreme a rămas mult timp un mister: cum reușesc să capete o asemenea viteză în vidul interstelar? Ipoteza supernovelor nu este deloc nouă.
Exploziile cataclismice care încheie viața stelelor masive eliberează cantități uriașe de energie și generează câmpuri magnetice puternice – ingredientele ideale pentru accelerarea particulelor.
Până acum însă, rămășițele unor astfel de explozii, observate în galaxia noastră, nu au arătat semne ale unor raze cosmice atât de intense. Paradoxul a slăbit serios această teorie. Un studiu care urmează să fie publicat în Astronomy & Astrophysics oferă acum o explicație neașteptată.
Da, supernovele pot deveni „PeVatroni” – așa se numesc acceleratoarele cosmice capabile să atingă PeV-ul –, dar numai într-un scenariu foarte particular.
Steaua care explodează trebuie să fi pierdut multă materie înainte de sfârșit, cel puțin de două ori masa Soarelui, prin intermediul vânturilor stelare. Mai mult, acest material ejectat nu trebuie să se fi risipit departe: el trebuie să formeze o carcasă densă și compactă în jurul stelei.
Când supernova se declanșează, unda de șoc traversează această învelitoare de gaz, creând un mediu magnetic extrem de puternic. Particulele sunt prinse într-un fel de carusel energetic: la fiecare ciocnire, ele capătă viteză, până când ating energii inimaginabile – și apoi scapă în spațiu.
Unul dintre cele mai bine studiate resturi de supernovă, cel numit Tycho, ar fi putut, conform noilor cercetări, să funcționeze pentru scurt timp ca cel mai puternic accelerator natural din univers. Problema este că acest fenomen ultra-energetic nu persistă decât câteva luni.
Apoi unda de șoc slăbește, iar accelerarea încetează. Iată de ce nu am observat niciodată o supernovă în plin proces de producere a razelor cosmice de tip PeV: ar fi nevoie ca ea să explodeze exact la momentul potrivit și suficient de aproape de noi – o combinație extrem de rară.
Până atunci, savanții continuă să reconstituie puzzle-ul din urmele lăsate de acești colisionari cosmici apuși. Poate că într-o zi universul ne va oferi spectacolul unui PeVatron în direct.
