Fale uderzeniowe przemieszczające się w wyniku tego symulowanego zjawiska osiągnęły prędkość przekraczającą 1800 kilometrów na sekundę. Jedną z korzyści wynikających z ostatnich postępów mogłoby być lepsze zrozumienie mechanizmów napędzających wysokoenergetyczne cząstki rozchodzące się po całym wszechświecie.
Czytaj też: Prawdziwy test natury czasu. To będzie najprecyzyjniejszy sygnał czasowy odebrany z kosmosu w historii
Takie promieniowanie kosmiczne cały czas dociera do Ziemi. Nawet jeśli nie jesteśmy w stanie wykryć go za pomocą naszych zmysłów, to nie oznacza to, że go nie ma. Na podstawie wieloletnich badań fizycy doszli do wniosku, iż źródłem takich emisji mogą być wyjątkowo silne zdarzenia, takie jak eksplozje gwiazd czy interakcje z udziałem supermasywnych czarnych dziur.
Ze względu na potencjalny wpływ na funkcjonowanie elektroniki czy przebieg misji kosmicznych, badacze chcą jak najlepiej zrozumieć okoliczności towarzyszące narodzinom takich cząstek. Przedstawiciele Chińskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii podjęli się tego wyzwania, a o wynikach swoich działań piszą teraz na łamach Science Advances.
Eksplozja przeprowadzona w kontrolowanych warunkach miała doprowadzić do wyjaśnienia, w jakich okolicznościach są generowane i przyspieszane cząstki kosmiczne docierające do Ziemi
W ramach prowadzonych analiz członkowie zespołu badawczego śledzili okoliczności, w jakich jony zyskują energię poprzez odbijanie się od namagnesowanych fal uderzeniowych. Takie zjawisko może stać za ogromnym przyspieszaniem promieni kosmicznych – również tych docierających do naszej planety.
Obecnie pod uwagę bierze się dwa główne scenariusze odnoszące się do tego fenomenu. Pierwsza teoria jest określana mianem SDA i opisuje, jak cząstki zyskują energię przemieszczając się wzdłuż pól magnetycznych na krawędzi fali uderzeniowej. Poruszając się przez pola elektryczne i magnetyczne fali uderzeniowej, osiągają one imponująco wysokie prędkości.
Czytaj też: Niezwykłe odkrycie w głębinach oceanu. Naukowcy natrafili na zagadkowe źródło promieniowania
W ramach drugiego wariantu, tzw. SSA, cząstki miałyby być uwięzione tuż przed falą uderzeniową. W takim wypadku pole elektryczne w miejscu uderzenia nadaje cząstkom pędu poprzez dostarczenie dużych ilości energii. W celu zrozumienia, która z teorii jest bliższa prawdziwe, Chińczycy wykorzystali laser Shenguang-II. Wiązki wystrzeliwali w warunkach laboratoryjnych, które miały odzwierciedlać środowisko kosmiczne.
W takich okolicznościach wytworzyli fale uderzeniowe zadziwiająco podobne do tych, które generują eksplodujące supernowe. Skupili się na zachowaniu jonów, co wykazało, że ich strumień osiągał prędkość wynoszącą od 1100 do 1800 kilometrów na sekundę. Była ona zdecydowanie wyższa niż na początku, co sugeruje, jakoby istniał mechanizm nadający przyspieszenie. Poza tym członkowie zespołu badawczego doszli do wniosku, że znacznie bardziej prawdopodobny wydaje się scenariusz SDA, w którym cząstki zyskują energię przemieszczając się wzdłuż pól magnetycznych na krawędzi fali uderzeniowej.