Hoogenergetische deeltjes, kosmische straling genoemd, bombarderen constant de aarde vanuit alle richtingen en men denkt dat ze afkomstig zijn van de explosiegolven van supernovaresten. Het verschil is extreem klein, maar als ze werden versneld uit dezelfde gebeurtenis, zouden de snelheden hetzelfde moeten zijn.
PAMELA, de Payload for Anti-Matter Exploration en light-Nuclei Astrophysics, is aan boord van de om de aarde draaiende Russische Resurs-DK1-satelliet. Het maakt gebruik van een permanente magneetspectrometer samen met een verscheidenheid aan gespecialiseerde detectoren om de overvloed en energiespectra van kosmische straling, elektronen, positronen, antiprotonen en lichtkernen te meten over een zeer groot energiebereik van 50 MeV tot honderden GeV.
Net zoals astronomen licht gebruiken om het heelal te bekijken, gebruiken wetenschappers galactische kosmische straling om meer te weten te komen over de samenstelling en structuur van ons sterrenstelsel, en om te ontdekken hoe zaken zoals hoe kernen kunnen versnellen tot bijna de lichtsnelheid.
Oscar Adriani en zijn collega's die het PAMELA-instrument gebruiken, zeggen dat hun nieuwe bevindingen een uitdaging vormen voor ons huidige begrip van hoe kosmische straling wordt versneld en gepropageerd. "We ontdekken dat de spectrale vormen van deze twee soorten verschillend zijn en niet goed kunnen worden beschreven door een enkele machtswet", schrijft het team in hun paper. "Deze gegevens dagen het huidige paradigma van versnelling van de kosmische straling in supernovaresten uit, gevolgd door diffuse voortplanting in de Melkweg."
In plaats daarvan concludeert het team dat de versnelling en voortplanting van kosmische straling mogelijk wordt beheerst door nu onbekende en complexere processen.
Supernovaresten zijn expanderende wolken van gas en magnetische velden en kunnen duizenden jaren meegaan. Binnen deze wolk worden deeltjes versneld door heen en weer te stuiteren in het magnetische veld van het overblijfsel, en sommige deeltjes krijgen energie, en uiteindelijk bouwen ze genoeg snelheid op zodat het overblijfsel ze niet langer kan bevatten, en ze ontsnappen naar de Melkweg als kosmische straling.
Een belangrijke vraag die wetenschappers met PAMELA-gegevens hopen te beantwoorden, is of de kosmische straling gedurende hun hele leven continu wordt versneld, of de versnelling slechts één keer optreedt of dat er enige vertraging is.
Wetenschappers zeggen dat het bepalen van de fluxen in de proton- en heliumkernen informatie zal geven over het vroege heelal en over de oorsprong en evolutie van materiaal in ons sterrenstelsel.
Adriani en zijn team hopen meer informatie met PAMELA te ontdekken om de oorsprong van kosmische straling beter te begrijpen. Ze zeggen dat mogelijke bijdragen afkomstig kunnen zijn van aanvullende galactische bronnen, zoals pulsars of donkere materie.
Bron: Science
