Proton yang terus-menerus memukul atmosfer Bumi dengan kecepatan
mendekati kecepatan cahaya mendapatkan energi besar dari ledakan
bintang.Setidaknya itu yang lama dicurigai fisikawan dan astronom, tapi bukti
langsung untuk hipotesis ini sulit didapat.
Sinar kosmik adalah setiap partikel bermuatan dari ruang yang tiba di Bumi. Hampir semua proton dan beberapa dipercepat untuk kecepatan lebih tinggi dari akselerator partikel di Bumi.
"Ini
misteri 100 tahun. Apa yang membuat energi ini begitu besar?" kata
Stefan Funk, fisikawan SLAC National Accelerator Laboratory di Menlo
Park.
Salah satu sumber diduga ledakan keras supernova di dalam Bima Sakti.
Materi ditiup keluar dalam proses bergerak cepat sehingga menciptakan gelombang kejut.
Setiap kali proton melintasi batas gelombang, mendapat tendangan.
Karena proton dibebankan, mereka dapat terjebak dalam medan magnet yang membawa mereka bolak-balik melintasi shock berkali-kali seperti bola tenis memantul bolak-balik dipukul Jo-Wilfried Tsonga Vs Rafael Nadal melintasi jaring.
"Akhirnya mendapat energi cukup besar bahwa mereka dapat meninggalkan wilayah shock. Maka ini adalah sinar kosmik yang baru lahir," kata Funk.
Namun medan magnet juga dapat membelokkan sinar kosmik dalam perjalanan menuju detektor. Pada saat mencapai Bumi, arah sinar kosmik benar-benar acak sehingga sulit untuk menentukan asal-usul dari mana mereka datang.
Pendekatan lain diperlukan dan sinar gamma. Ketika proton energi tinggi bertabrakan dengan proton energi rendah lebih jauh, kekerasan tabrakan secara tidak langsung menciptakan sinar gamma. Ini bermuatan sehingga perjalanan segaris lurus, tidak terpengaruh medan magnet.
Funk dan rekan menggunakan Fermi Gamma Ray Space Telescope untuk mengamati 2 sisa-sisa supernova paling terang di galaksi. Apakah sinar gamma dari obyek menanggung tanda tangan yang telah dibuat oleh tabrakan proton?
"Itulah yang kita lihat. Karakteristik smoking gun benar-benar unik dan mengatakan kepada kita bahwa apa yang kita lihat adalah sinar gamma dari proton yang dipercepat," kata Funk.
Karena konservasi energi, sinar gamma yang dihasilkan selama tumbukan proton memiliki energi 150-200 megaelektronvolt. Jika banyak proton bertabrakan di dekat sisa-sisa supernova, harus ada sinar gamma lebih dengan energi lebih tinggi dan hampir tidak ada energi yang lebih rendah.
"Sisa-sisa supernova sebagai situs percepatan sinar kosmik telah lama diduga tapi tidak ada bukti langsung untuk sementara waktu. Pengukuran Fermi sangat rapi dan mungkin cukup mengendapkan masalah," kata Stefan Westerhoff, fisikawan di University of Wisconsin-Madison.
Tapi temuan tidak menjelaskan asal-usul dari semua sinar kosmik. Beberapa muon atau positron bukan proton. Dan satu kelas, sinar energi ultra-tinggi kosmik, mungkin dari luar galaksi.
Sinar kosmik adalah setiap partikel bermuatan dari ruang yang tiba di Bumi. Hampir semua proton dan beberapa dipercepat untuk kecepatan lebih tinggi dari akselerator partikel di Bumi.
Salah satu sumber diduga ledakan keras supernova di dalam Bima Sakti.
Materi ditiup keluar dalam proses bergerak cepat sehingga menciptakan gelombang kejut.
Setiap kali proton melintasi batas gelombang, mendapat tendangan.
Karena proton dibebankan, mereka dapat terjebak dalam medan magnet yang membawa mereka bolak-balik melintasi shock berkali-kali seperti bola tenis memantul bolak-balik dipukul Jo-Wilfried Tsonga Vs Rafael Nadal melintasi jaring.
"Akhirnya mendapat energi cukup besar bahwa mereka dapat meninggalkan wilayah shock. Maka ini adalah sinar kosmik yang baru lahir," kata Funk.
Namun medan magnet juga dapat membelokkan sinar kosmik dalam perjalanan menuju detektor. Pada saat mencapai Bumi, arah sinar kosmik benar-benar acak sehingga sulit untuk menentukan asal-usul dari mana mereka datang.
Pendekatan lain diperlukan dan sinar gamma. Ketika proton energi tinggi bertabrakan dengan proton energi rendah lebih jauh, kekerasan tabrakan secara tidak langsung menciptakan sinar gamma. Ini bermuatan sehingga perjalanan segaris lurus, tidak terpengaruh medan magnet.
Funk dan rekan menggunakan Fermi Gamma Ray Space Telescope untuk mengamati 2 sisa-sisa supernova paling terang di galaksi. Apakah sinar gamma dari obyek menanggung tanda tangan yang telah dibuat oleh tabrakan proton?
"Itulah yang kita lihat. Karakteristik smoking gun benar-benar unik dan mengatakan kepada kita bahwa apa yang kita lihat adalah sinar gamma dari proton yang dipercepat," kata Funk.
Karena konservasi energi, sinar gamma yang dihasilkan selama tumbukan proton memiliki energi 150-200 megaelektronvolt. Jika banyak proton bertabrakan di dekat sisa-sisa supernova, harus ada sinar gamma lebih dengan energi lebih tinggi dan hampir tidak ada energi yang lebih rendah.
"Sisa-sisa supernova sebagai situs percepatan sinar kosmik telah lama diduga tapi tidak ada bukti langsung untuk sementara waktu. Pengukuran Fermi sangat rapi dan mungkin cukup mengendapkan masalah," kata Stefan Westerhoff, fisikawan di University of Wisconsin-Madison.
Tapi temuan tidak menjelaskan asal-usul dari semua sinar kosmik. Beberapa muon atau positron bukan proton. Dan satu kelas, sinar energi ultra-tinggi kosmik, mungkin dari luar galaksi.
No comments:
Post a Comment