24 oktober 2020

Nieuwe waarnemingen aan kosmische straling: de curve heeft nu ook een ‘kink’

Eén van de fluorescentie-telescopen van het Pierre Auger observatorium in Argentinië. Credit: University of Delaware

Sinds de ontdekking van kosmische straling in 1911 door Victor Franz Hess vanuit een hoog in de lucht vliegende ballon wordt er wereldwijd onderzoek gedaan aan deze zeer energierijke straling, die vanuit alle kanten van het heelal op ons af komt. De laatste jaren wordt dat onderzoek vooral gedaan door het Pierre Auger observatorium, de grootste detector van kosmische straling – 1600 Cherenkov-stations en 27 fluoriscerentie-telescopen in de regio Pampa Amarilla in Argentinië. Recent zijn de waarnemingen bekend geworden die ze met Pierre Auger gedaan hebben aan maar liefst 215.030 hoogenergetische ‘events’, waarbij deeltjes van de kosmische straling gedetecteerd worden met de stations en telescopen. Het gaat hier om deeltjes met minstens 2,5 x 10^18 electronvolt, da’s 2,5 triljoen eV, een gigantische hoeveelheid energie. Eh…. deeltjes, het is toch kosmische straling? Nee, het gaat niet om straling (fotonen), maar om deeltjes, voornamelijk protonen (kernen van waterstofatomen), maar ook om zwaardere elementen, zoals heliumkernen.

Enkele van de Cherenkov-detectoren van het Pierre Auger Observatorium. Credit: University of Delaware

En dat brengt ons ook meteen bij de eerste ontdekking op basis van deze nieuwe metingen, namelijk dat de kosmische straling niet, zoals ze eerst dachten, vooral bestaat uit protonen, maar dat het echt een mix is van protonen en zwaardere elementen. En die mix blijkt nogal te variëren afhankelijk van de energie van de deeltjes. Als je de hoeveelheid gemeten deeltjes afzet tegen de straling van de deeltjes krijg je een grafiek zoals hieronder te zien. Daarin had men op basis van eerdere waarnemingen al kenmerken gezien, die namen kregen als de ‘knie’, de ‘enkel’ en de ‘teen’. Maar nu is daar een nieuw kenmerk bijgekomen en omdat de anatomische namen volgens de onderzoekers op waren hebben ze die maar de ‘kink’ genoemd (ik zou ‘m gewoon de ‘wreef’ hebben genoemd (Engels: instep) 😀 ).

Credit: University of Delaware

Eerder was al duidelijk dat de kosmische straling niet afkomstig is uit bronnen binnen het Melkwegstelsel. Uit de nieuwe waarnemingen blijkt dat die bronnen het meest gezocht moeten worden in ‘Active Galactic Nuclei’ (AGN, sterrenstelsels met een zeer actief centraal superzwaar zwart gat) en in ‘starburst galaxies’, sterrenstelsels meer een hoge graad van stervorming. Hieronder de tweet vakartikelen over de waarnemingen aan de hoogenergetische deeltjes van de kosmische straling.

  • A. Aab et al. Features of the Energy Spectrum of Cosmic Rays above 2.5×1018 eV Using the Pierre Auger Observatory, Physical Review Letters (2020). DOI: 10.1103/PhysRevLett.125.121106
  • A. Aab et al. Measurement of the cosmic-ray energy spectrum above 2.5×1018 eV using the Pierre Auger Observatory, Physical Review D (2020). DOI: 10.1103/PhysRevD.102.062005

Bron: Phys.org.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.