Kosmiczne promienie nieustannie bombardują Ziemię, przenikając atmosferę naszej planety. Niedawno naukowcy z obserwatorium H.E.S.S. w Namibii zarejestrowali elektrony i pozytony, znane jako CRe, które osiągają energie sięgające 40 teraelektronowoltów. To najwyższe wartości, jakie kiedykolwiek wykryto w atmosferze Ziemi, co wskazuje, że te cząstki musiały pochodzić z relatywnie bliskiego sąsiedztwa w naszej galaktyce.

Promienie kosmiczne są jednymi z najbardziej zagadkowych cząstek w kosmosie. CRe, choć stanowią niewielką część tych promieni, są szczególnie interesujące, ponieważ ich energia sugeruje, że powstały w ekstremalnych warunkach, takich jak wybuchy supernowych, pulsary czy inne potężne zjawiska kosmiczne. Ich ślady wskazują, że mogły pochodzić z niewielkiej liczby źródeł oddalonych o kilka tysięcy lat świetlnych od Układu Słonecznego.

Kiedy te wysokoenergetyczne cząstki uderzają w ziemską atmosferę, tworzą zjawisko zwane promieniowaniem Czerenkowa, które jest odpowiednikiem świetlnego boomu dźwiękowego. To właśnie to promieniowanie, niezwykle delikatne i trudne do wykrycia, pozwoliło obserwatorium H.E.S.S. zarejestrować dane na ich temat. Analizy tych sygnałów są jednak skomplikowane, ponieważ inne cząstki, takie jak promienie gamma, mogą wywoływać podobne efekty w atmosferze.

Energia tych cząstek przekraczająca teraelektronowolty jest rzadkością, ponieważ CRe szybko tracą swoją energię w kosmosie, oddając ją w postaci promieniowania synchrotronowego i rozpraszania odwrotnego Comptona. To oznacza, że musiały one dotrzeć z pobliskich źródeł, zanim zdążyły stracić swoją niezwykłą moc. Analizy wskazują również na wyraźną dolną granicę energetyczną na poziomie 1,17 teraelektronowolta. Taka charakterystyka sugeruje, że cząstki te mogły pochodzić z jednego lub bardzo niewielu źródeł.

Obecnie naukowcy rozważają kilka potencjalnych źródeł tych cząstek, w tym pulsary Vela i Geminga, pozostałość supernowej Monogem Ring czy gwiazdę typu Wolf-Rayet γ2 Velorum. Możliwe jest również, że źródłem była starożytna supernowa, której ślad całkowicie zanikł. Choć nie jesteśmy jeszcze w stanie jednoznacznie określić ich pochodzenia, odkrycie to stanowi znaczący krok naprzód w zrozumieniu energetycznych procesów kosmicznych.

Badacze planują dalsze analizy, aby określić preferowany kierunek, z którego przybywają CRe, co może pomóc zawęzić listę możliwych źródeł. Te wysiłki otwierają nowe możliwości badania mechanizmów, które napędzają Wszechświat i wyjaśnienia, jak takie potężne cząstki mogą powstawać w bliskim kosmicznym otoczeniu.

Źródło: Science Alert