Câte acceleratoare naturale de particule au descoperit cercetătorii în galaxia Calea Lactee

Un mister vechi de un secol este cu un pas mai aproape de elucidare după ce oamenii de știință au descoperit douăsprezece acceleratoare naturale de particule în galaxia noastră.

Descoperirea îi ajută pe astronomi să înțeleagă origina razelor cosmice, particule și nuclee atomice care zboară prin spațiu aproape cu viteza luminii și care au fost impregnate cu o cantitate uriașă de energie.

Descoperite în 1912, razele cosmice provin din aproape orice direcție din galaxia Calea Lactee, deși oamenii de știință nu au aflat încă modul exact prin care acestea reușesc să atingă viteze atât de amețitoare.

Mulți cercetători au suspectat că razele cosmice sunt produse de stele masive în timp ce acestea mor în exploziile supernova, a precizat Siming Liu, astrofizician la Observatorul Muntelui Purpuriu din Nanjing, China. În timpul acestor evenimente, „stelele eliberează în două luni aceeași cantitate de energie ca în restul vieții lor”, a adăugat Liu.

Din ce loc al Universului provin aceste raze cosmice?

Însă, chiar și o astfel de explozie puternică este capabilă să transmită razelor cosmice mai puțin de un peta-electronvolt (PeV), sau un cvadrilion de electronvolți, a adăugat Liu. Observatoarele noastre au surprins raze cosmice cu energii care depășesc această valoare, iar, până acum, nimeni nu a reușit să-și dea seama din ce loc al Universului provin.

Descoperirea surselor de raze cosmice a fost dificilă. Fiind entități încărcate cu energie, acestea sunt deviate de câmpuri magnetice, care sunt abundente în Calea Lactee. Astfel, o rază cosmică surprinsă pe Pământ nu va dezvălui în mod direct punctul său de origine.

Totuși, pe măsură ce se îndepărtează de sursele lor, razele cosmice pot interacționa cu gazele înconjurătoare și pot genera raze gamma cu o zecime din energia razei cosmice. Aceste raze nu sunt încărcate și călătoresc în linie dreaptă, iar astfel oferă o cale de a descoperi de unde au venit.

Datele au dezvăluit douăsprezece surse pentru razele cosmice

Alături de colegii săi, Liu a folosit Observatorul Large High Altitude Air Shower (LHAASO) al Chinei, o instalație încă în curs de construire în vârful muntelui Haizi, la marginea podișului Tibet din provincia Sichuan, pentru a observa în mod indirect lumina razelor gamma. Pe măsură ce razele gamma afectează atmosfera Pământului, acestea generează o ploaie de particule care pot fi capturate de miile de detectoare ale LHAASO și care se vor răspândi, în cele din urmă, pe o suprafață de 1 km2.

Datele au dezvăluit douăsprezece surse, numite PeVatron pentru capacitatea lor de a îmbiba particulele subatomice cu o cantitate vastă de energie, în toată galaxia Calea Lactee. Aceste entități sunt de cel puțin 100 de ori mai puternice decât cel mai mare accelerator de particule de pe Pământ, adică Large Hadron Collider.

Oamenii de știință au mai descoperit și cel mai puternic foton cu raze gamma sau particule de lumină văzut vreodată, un obiect cu o energie de 1,4 PeV.

Noul studiu este un pas major

Printre surse se numără obiecte familiare, precum Nebuloasa Crabului, despre care se știe că găzduiește o stea moartă cunoscută sub numele de pulsar, un potențial accelerator al razelor cosmice. Însă, lista include și o regiune activă de formare a stelelor situată în constelația Lebăda. Cercetătorii nu știu ce ar putea produce particule atât de puternice acolo.

LHAASO este capabil să identifice sursele PeVatron la distanță de doar câteva zeci sau sute de ani-lumină, astfel că nu putem ști cu certitudine ce fel de obiecte din fiecare regiune produc accelerarea, scrie Live Science.

Chiar și așa, „acesta este un pas major”, a declarat Razmik Mirzoyan, fizician la Institutul Max Planck pentru Fizică din Germania.

Vă mai recomandăm să citiți și:

O aglomerare uriașă de materie întunecată, detectată de astrofiziceni în afara galaxiei Calea Lactee

Astronomii au descoperit care este „cel mai sigur” loc de locuit din galaxia Calea Lactee

Primele dovezi ale existenței superacceleratoarelor cosmice din galaxia Calea Lactee

O nouă analiză încearcă să explice strălucirea misterioasă din centrul galaxiei Calea Lactee

Articolul Câte acceleratoare naturale de particule au descoperit cercetătorii în galaxia Calea Lactee apare prima dată în Descopera.

Articol original

Cel mai mare crater al Lunii dezvăluie secrete despre formarea satelitului nostru natural

Un crater care acoperă aproape un sfert din suprafața Lunii a dezvăluit noi informații despre modul în care s-a format satelitul natural al Pământului, iar descoperirile au implicații uriașe, au spus cercetătorii.  

O nouă analiză a materialului înlăturat din bazinul de impact Aitken de la Polul Sud al Lunii a permis oamenilor de știință să îmbunătățească cunoștințele despre perioada în care s-au dezvoltat scoarța și mantaua Lunii. Cercetătorii au folosit thoriu pentru a desluși ordinea evenimentelor.

„Aceste rezultate au implicații importante pentru înțelegerea formării și evoluției Lunii”, a scris echipa de cercetători coordonată de geologul planetar Daniel Moriarty de la Centrul Goddard pentru Zbor Spațial al NASA.

Cel mai mare crater de impact din Sistemul Solar

Pe o Lună care este acoperită de cratere de impact, bazinul Aitken de la Polul Sud iese în evidență. Având o lungime de 2.500 de kilometri și o adâncime de 8,2 kilometri, Aitken este cel mai mare crater de impact din Sistemul Solar.

Craterul a fost produs în urma unui impact uriaș în urmă cu 4,3 miliarde de ani, atunci când Sistemul Solar era încă un „bebeluș”. În acel moment, Luna era încă destul de caldă și maleabilă, iar impactul ar fi desprins o cantitate semnificativă de material de sub suprafață.

Unul dintre aspectele ciudate ale Lunii este că partea vizibilă este foarte diferită de cea întunecată. Fața vizibilă a Lunii este acoperită cu pete întunecate. Acestea sunt mările lunare, câmpii bazaltice întinse și întunecate formate în urma activității vulcanice antice de pe Lună.

Diferențe semnificative între cele două fețe ale Lunii

Prin comparație, partea întunecată a Lunii conține mai puține câmpii bazaltice și mai multe cratere. Scoarța de pe partea întunecată este mai groasă și are o compoziție diferită.

Mare parte din thoriul descoperit până acum apare pe fața vizibilă a Lunii, așa că prezența este interpretată de obicei ca fiind legată de diferențele dintre cele două fețe ale Lunii. Însă, o legătură cu materialul înlăturat din craterul de impact Aitken spune o poveste diferită.

Thoriul de pe Lună a fost depozitat în timpul unei perioade cunoscute drept Oceanul de Magmă Lunar. În această perioadă, în urmă cu 4,5 – 4,5 miliarde de ani în urmă, Luna ar fi fost acoperită de rocă topită care s-a răcit și solidificat treptat.

Ce sugerează noile cercetări

Noua analiză a dezvăluit că atunci când a avut loc impactul Aitken, evenimentul a excavat o cantitate imensă de thoriu din acest strat, aruncându-l pe suprafața lunară de pe fața vizibilă a satelitului.

Asta înseamnă că impactul ar fi avut loc înainte ca stratul de thoriu să se scufunde. Cercetările mai sugerează că stratul de thoriu ar fi fost distribuit global la acea vreme, și nu concentrate pe partea vizibilă, potrivit Science Alert.

Cele mai antice și importante evenimente din istoria lunară

De asemenea, impactul Aitken a topit rocă din adâncimi mai mari decât particulele ejecta, particulele aruncate la momentul impactului. Din punct de vedere compozițional, acestea sunt foarte diferite de materialul aruncat pe suprafață, conținând mai puțin thoriu. Astfel, asta sugerează că mantaua superioară avea două straturi compozițional diferite la momentul impactului care au fost expuse în moduri diferite.

„Formarea bazinului Aitken de la Polul Sud este printre cele mai antice și importante evenimente din istoria lunară. Nu a afectat doar evoluția termică și chimică, dar a și prezervat materiale eterogene din mantaua Lunii pe suprafață sub formă particule ejecta și impactite”, au scris cercetătorii.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Chinezii au adus pe Terra mai puține roci de pe Lună decât au planificat

Cele mai așteptate misiuni spațiale din anul 2021: Luna, Marte și cel mai puternic telescop spațial din lume

Motivul pentru care China și-a prăbușit intenționat o parte din nava spațială Chang’e-5 pe Lună

NASA vrea să pună centrale nucleare pe Lună până în 2026

Articolul Cel mai mare crater al Lunii dezvăluie secrete despre formarea satelitului nostru natural apare prima dată în Descopera.ro.

Articol original