3 oktober 2022

Supernovarestant G106.3+2.7 is een PeVatron, een bron van kosmische straling

SNR G106.3+2.7. credit: Jayanne English, University of Manitoba / NASA / Fermi / Fang et al. / Canadian Galactic Plane Survey / DRAO / FCRAO.

Er was maar liefst twaalf jaar nodig voordat de Fermi gamma-ruimtetelescoop alle informatie bijeen had vergaard, maar nu is het dan eindelijk zover: nu is vast komen te staan dat het supernovarestant G106.3+2.7 een PeVatron is, een bron van kosmische straling. In de schokgolf van de explosie van een supernova worden deeltjes tot bijna de lichtsnelheid voortgestuwd en krijgen ze enorme energieën. Die deeltjes, meestal protonen, soms atoomkernen of elektronen, komen dan na een lange reis op aarde aan en worden dan ‘kosmische straling’ genoemd (waarbij aangetekend dat het woord straling eigenlijk verkeerd is). Het gaat om geladen deeltjes en dan krijg je de situatie dat die deeltjes op de lange reis vanaf de bron tot de aarde voortdurend van richting veranderen omdat ze onderweg andere geladen deeltjes tegenkomen, bijvoorbeeld in tussenliggende gas- en stofwolken. Wat die oorspronkelijke bron dan is geweest valt niet meer te zien aan de richting van waar de kosmische straling komt. De deeltjes van de kosmische straling hebben zeer grote energieën, tot wel een miljoen keer een miljard elektronvolt, Peta eV genoemd, kortweg PeV, dat is tien keer meer dan wat ’s werelds grootste deeltjesversneller, de Large Hadron Collider, kan produceren. De bronnen van die kosmische straling worden daarom PeVatrons genoemd.

De Fermi ruimtetelescoop. Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

En nu blijkt dus SNR G106.3+2.7 een PeVatron te zijn, een wolk met de vorm van ee komeet, die 2600 lichtjaar van ons vandaan ligt in het sterrenbeeld Cepheus. In het noordelijke deel van G106.3+2.7 ligt een pulsar, ooit de kern van de ster die G106.3+2.7 achterliet na als supernova te zijn geëxplodeerd. Sterrenkundigen hebben G106.3+2.7 flink bestudeerd, maar liefst twaalf jaar lang met Fermi, maar ook op aarde met het Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS) in Arizona, het High-Altitude Water Cherenkov Gamma-Ray Observatory in Mexico en tenslotte het Tibet AS-Gamma Experiment in China. En dat alles heeft er nu toe geleid dat ze G106.3+2.7 konden aanwijzen als PeVatron, als bron van kosmische straling binnen onze eigen Melkweg. Hoe hebben ze dat kunnen doen als de kosmische straling via een heen en weer gaand pad onze kant uit is gekomen? Welnu, de geladen deeltjes botsen in de buurt van supernovarestant G106.3+2.7 tegen de deeltjes van interstellaire wolken direct in de buurt van het restant en dan ontstaat ook een veelbetekenende gammastraling, zeer energierijke fotonen. En het is die gammastraling die ze met Fermi en die andere telescopen hebben waargenomen, die de sterrenkundigen heeft laten zien dat G106.3+2.7 ook een bron van kosmische straling is.

Credit: NASA/Fermi/Fang et al. 2022

Ze wisten daarbij de ‘storende’ gammastraling die afkomstig is van de pulsar in het restant, pulsar J2229+6114 geheten, weg te filteren uit de gegevens, om alleen de gammastraling van het SNR te meten. Hierboven zie je een animatie, waarin zowel de pulsar te zien is (de heldere bron bovenin) als de gammastraling van het supernovarestant zelf, dat pas boven een bepaalde energiegrens tevoorschijn komt.

Hier is het vakartikel over het onderzoek aan G106.3+2.7, verschenen in Physical Review Letters (2022). Bron: NASA.

Speak Your Mind

*

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

%d bloggers liken dit: