Columbia Üniversitesi'ndeki bilim insanları, ultra yüksek enerjili kozmik ışınların kaynağını aydınlatan yeni bir keşif yaptı. Astronomik ortamlarda, özellikle kara delikler ve nötron yıldızlarının yakınlarında meydana gelen aşırı koşullarda oluşan bu kozmik ışınlar, güneşten gelen enerjik parçacıklardan çok daha fazla enerjiye sahiptir. Bu ışınları oluşturan parçacıklar, dünyadaki en güçlü hızlandırıcı olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’ndaki parçacıklardan yaklaşık 10 milyon kat daha fazla enerjiye sahip.
Bilim insanları, yıllarca bu enerjinin aşırı astrofiziksel ortamlarda meydana gelen şoklar sonucu oluştuğunu düşündü. Bir yıldızın patlayıp kara delik haline gelmesi gibi olaylar, parçacıkların hızla fırlamasına yol açabilir. Ancak, bu hafta The Astrophysical Journal Letters dergisinde yayımlanan yeni araştırmalar, bu teoriyi farklı bir mekanizma ile açıklıyor. Araştırmalara göre, kozmik ışınların kaynağındaki enerji, daha çok manyetik türbülanslardan kaynaklanıyor. Araştırma, bu ortamlardaki manyetik alanların karışıp dönerek parçacıkları hızla ivmelendirip enerjilerini çok hızlı bir şekilde artırdığını gösteriyor.
Columbia Üniversitesi Astrofizik Laboratuvarı'ndan araştırma bilimcisi Luca Comisso, bu bulguların kozmik ışınların enerji kaynağını anlamaya yönelik uzun süredir süregelen soruları çözdüğünü belirtti. Comisso, aynı zamanda, geçen yıl güneşin enerjik parçacıkları üzerine yaptıkları bir araştırmada, bu parçacıkların da güneşin koronasında bulunan manyetik alanlardan kaynaklandığını keşfetmişti.
Ultra yüksek enerjili kozmik ışınlar, güneşin enerjik parçacıklarından 10 kat daha güçlüdür. Bu ışınlar, 1020 elektron volt seviyelerine kadar çıkabilirken, güneşin parçacıkları yalnızca 1010 elektron volta kadar ulaşabiliyor. Bu devasa farkı daha iyi anlamak için, bir pirinç tanesinin 0.05 gram ile dünyanın en büyük yolcu uçağı olan Airbus A380'in 500 tonluk ağırlığı arasındaki farkı düşünebiliriz.
Araştırmacılar, her iki ortamın da ortak bir özelliği olduğunu keşfetti: Manyetik alanlar oldukça karışıktır ve bu karışıklık, parçacıkların enerjilenmesinde kritik bir rol oynar. Glennys R. Farrar, New York Üniversitesi Fizik Profesörü, ultra yüksek enerjili kozmik ışınlar üzerine yapılan bu araştırmanın, manyetik türbülans teorisini doğrulayan önemli bir atılım olduğunu söyledi.
