Naukowcy w końcu namierzyli źródło w Drodze Mlecznej, które wyrzuca protony z energiami, od których oczy bolą. Odkrycie to może pomóc nam zrozumieć promienie kosmiczne – te hiper-szybkie cząstki przemykające między gwiazdami i ogólnie siejące zamęt w całej galaktyce.

Promienie kosmiczne to głównie protony, z domieszką elektronów. Niektóre z nich mają więcej mocy niż cokolwiek, co nasze mizerne, zbudowane przez ludzi akceleratory są w stanie wygenerować. Wielki Zderzacz Hadronów na granicy szwajcarsko-francuskiej potrafi rozpędzić protony do prędkości bliskich prędkości światła, ale natura najwyraźniej nas prześciga.

Międzynarodowy zespół kierowany przez Uniwersytet w Hiroszimie potwierdził galaktyczny akcelerator, łącząc obserwacje z trzech głównych obserwatoriów na Ziemi i w kosmosie. Wyniki opublikowano w The Astrophysical Journal 16 lipca 2026 roku.

„Ta ogromna energia czyni promienie kosmiczne ważnymi w astronomii i astrofizyce” – powiedział Tsunefumi Mizuno, profesor nadzwyczajny w Centrum Nauki Astrofizycznej w Hiroszimie i pierwszy oraz korespondencyjny autor badania.

Energie promieni kosmicznych mierzy się w elektronowoltach – energii, jaką zyskuje elektron, gdy jego potencjał elektryczny wzrośnie o jeden wolt. Najbardziej energetyczne galaktyczne promienie kosmiczne mogą osiągać i przekraczać biliard (10^15) elektronowoltów, czyli petaelektronowolt (PeV). Znalezienie akceleratora protonów powyżej tego poziomu PeV – protonowego PeVatrona – to jeden z najgorętszych tematów współczesnej astrofizyki. I znaleźli go: obiekt znany wcześniej jako LHAASO J1912+1014u.

Protonowy PeVatron to naturalny kosmiczny akcelerator, który rozpycha protony powyżej progu PeV. Wypatrzenie takich obiektów jest trudne, ponieważ naukowcy muszą oddzielić sygnały protonowe od sygnałów pochodzących od hiper-energetycznych elektronów.

Eksperyment Tibet AS gamma (wspólne przedsięwzięcie Japonii i Chin od 1990 roku) oraz chińskie obserwatorium Large High Altitude Air Shower Observatory (LHAASO) wykryły dziesiątki źródeł promieniowania gamma powyżej 0,1 PeV. Jednym z nich było LHAASO J1912+1014u. Promienie gamma to najbardziej energetyczna forma promieniowania elektromagnetycznego, często powstająca, gdy cząstki promieni kosmicznych zderzają się z otoczeniem, a ich energie są zazwyczaj około jednej dziesiątej energii promieni kosmicznych, które je wytworzyły. Zatem źródła wytwarzające promienie gamma poniżej zakresu PeV są głównymi kandydatami na PeVatrony. Wcześniejsze badania sugerowały, że LHAASO J1912+1014u może być mgławicą wiatru pulsarowego lub innym szczątkiem po wybuchu masywnej gwiazdy.

„Jednak dane z eksperymentów Tibet AS gamma i LHAASO nie pozwalają jednoznacznie zidentyfikować protonowych PeVatronów, ponieważ elektrony o energiach PeV również mogą wytwarzać promienie gamma o niższych energiach” – powiedział Mizuno. Ograniczona rozdzielczość obrazu oznaczała, że badacze nie mogli stwierdzić, czy za promienie gamma odpowiadają protony, czy elektrony.

Wtedy wkroczyła kawaleria: Fermi Large Area Telescope (Fermi-LAT, misja kierowana przez NASA z pomocą Uniwersytetu w Hiroszimie), FOREST Unbiased Galactic plane Imaging survey z teleskopem Nobeyama 45-m (FUGIN, kierowany przez Japonię) oraz Obserwatorium Rentgenowskie Chandra NASA. LHAASO J1912+1014u odkryto w 2024 roku w gwiazdozbiorze Orła, w pobliżu Altaira, jednej ze słynnych gwiazd Trójkąta Letniego. Początkowo oznaczono go jako pozostałość po supernowej, ale ten pomysł zachwiał się po pojawieniu się emisji powyżej 100 TeV.

„Dzięki danym z wielu eksperymentów szczegółowo zbadaliśmy LHAASO J1912+1014u” – powiedział Mizuno. Obserwatoria pokryły szeroki zakres widma elektromagnetycznego, od radia po promienie gamma, co pozwoliło zespołowi zbudować szczegółowy model wielopasmowy.

Fermi-LAT zmierzył promienie gamma w pobliżu giga-elektronowolta (GeV, miliarda elektronowoltów). Chandra dostarczyła obserwacje rentgenowskie przy niższych energiach, a FUGIN dostarczył danych radiowych przy jeszcze niższych energiach. W połączeniu z obserwacjami tera-elektronowoltowymi (TeV) z LHAASO i innych, obraz wyraźnie wskazywał, że LHAASO J1912+1014u jest protonowym PeVatronem – i wykluczył inne wyjaśnienia.

Trzy kluczowe odkrycia przypieczętowały sprawę. Po pierwsze, sygnał promieniowania gamma rozciągał się płynnie od ponad 100 bilionów elektronowoltów w dół