Bilim insanları nihayet Samanyolu'nda protonları galaksimizdeki en göz kamaştırıcı enerjilere fırlatan bir kaynağı tespit etti. Bu keşif, kozmik ışınları - yıldızlar arasında zıplayan ve genel olarak galaksi boyunca ortalığı karıştıran bu aşırı hızlı parçacıkları - anlamamıza yardımcı olabilir.
Kozmik ışınlar çoğunlukla protonlardan oluşur, az miktarda elektron içerir. Bazıları, bizim zavallı insan yapımı hızlandırıcılarımızın başarabileceğinden daha fazla güç taşır. İsviçre-Fransa sınırındaki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı protonları ışık hızına yaklaştırabilir, ancak doğanın kendi hızlandırıcıları görünüşe göre bizi geride bırakıyor.
Hiroshima Üniversitesi liderliğindeki uluslararası bir ekip, Dünya'daki ve uzaydaki üç büyük gözlemevinin gözlemlerini birleştirerek galaktik hızlandırıcıyı doğruladı. Sonuçlar 16 Temmuz 2026'da The Astrophysical Journal'da yayınlandı.
"Bu muazzam enerji, kozmik ışınları astronomi ve astrofizikte önemli kılıyor," dedi Hiroshima Üniversitesi Hiroshima Astrofizik Bilim Merkezi'nde doçent ve çalışmanın ilk ve sorumlu yazarı Tsunefumi Mizuno.
Kozmik ışın enerjileri elektron volt cinsinden ölçülür - bir elektronun elektriksel potansiyeli bir volt arttığında kazandığı enerji. En üst düzey galaktik kozmik ışınlar bir katrilyon (10^15) elektron volta veya bir peta elektron volta (PeV) ulaşabilir ve aşabilir. Bu PeV seviyesinin üzerinde bir kozmik ışın proton hızlandırıcısı bulmak - bir proton PeVatronu - modern astrofiziğin en popüler konularından biridir. Ve onlar bir tane buldular: daha önce LHAASO J1912+1014u olarak bilinen bir nesne.
Bir proton PeVatronu, protonları PeV eşiğinin ötesine iten doğal bir kozmik hızlandırıcıdır. Bunları tespit etmek zordur çünkü bilim insanları proton sinyallerini aşırı enerjik elektronların sinyallerinden ayırmalıdır.
Tibet AS gamma deneyi (1990'dan beri Japonya-Çin ortak çalışması) ve Çin'in Büyük Yüksek İrtifa Hava Duşu Gözlemevi (LHAASO), 0.1 PeV üzerinde düzinelerce gama ışını kaynağı tespit etmişti. Bunlardan biri LHAASO J1912+1014u idi. Gama ışınları, elektromanyetik radyasyonun en enerjik biçimidir ve genellikle kozmik ışın parçacıkları çevreleriyle çarpıştığında üretilir; enerjileri tipik olarak onları yaratan kozmik ışınların yaklaşık onda biri kadardır. Bu nedenle, PeV aralığının altında gama ışınları üreten kaynaklar, birincil PeVatron adaylarıdır. Daha önceki araştırmalar, LHAASO J1912+1014u'nun bir pulsar rüzgar bulutsusu veya büyük bir yıldızın patlamasından kalan başka bir kalıntı olabileceğini öne sürmüştü.
"Ancak, yalnızca Tibet AS gamma ve LHAASO deneylerinden elde edilen veriler proton PeVatronlarını açıkça tanımlayamaz çünkü PeV kozmik ışın elektronları da daha düşük enerjili gama ışınları üretebilir," dedi Mizuno. Sınırlı görüntü çözünürlüğü, araştırmacıların gama ışınlarının arkasında proton mu yoksa elektron mu olduğunu söyleyememesi anlamına geliyordu.
Süvari birliği imdada yetişti: Fermi Geniş Alan Teleskobu (Fermi-LAT, NASA liderliğindeki bir görev, Hiroshima Üniversitesi'nin yardımıyla), Nobeyama 45-m teleskopuyla FOREST Tarafsız Galaktik Düzlem Görüntüleme Araştırması (FUGIN, Japonya liderliğinde) ve NASA'nın Chandra X-ışını Gözlemevi. LHAASO J1912+1014u, 2024 yılında Yaz Üçgeni'nin ünlü yıldızlarından Altair'in yakınındaki Kartal takımyıldızında keşfedilmişti. Başlangıçta bir süpernova kalıntısı olarak etiketlenmişti, ancak 100 TeV üzerinde emisyonlar ortaya çıktıktan sonra bu fikir sarsıldı.
"Birden fazla deneyden elde edilen verilerle, LHAASO J1912+1014u'yu ayrıntılı olarak inceledik," dedi Mizuno. Gözlemevleri, radyodan gama ışınlarına kadar elektromanyetik spektrumun geniş bir bölümünü kapsıyor ve ekibin ayrıntılı bir çok dalga boylu model oluşturmasına olanak sağladı.
Fermi-LAT, giga-elektron volt (GeV, bir milyar elektron volt) yakınında gama ışınlarını ölçtü. Chandra, daha düşük enerjilerde X-ışını gözlemleri sağladı ve FUGIN, daha da düşük enerjilerde radyo verileri sağladı. LHAASO ve diğerlerinden gelen tera-elektron volt (TeV) gözlemleriyle birleştirildiğinde, resim güçlü bir şekilde LHAASO J1912+1014u'nun bir proton PeVatronu olduğuna işaret etti - ve diğer açıklamaları eledi.
Üç önemli bulgu bunu kesinleştirdi. İlk olarak, gama ışını sinyali 100 trilyon elektron voltun üzerinden aşağı doğru düzgün bir şekilde uzanıyordu