Högenergipartiklar som kallas kosmiska strålar bombarderar ständigt Jorden från alla håll och har trott komma från sprängvågorna från supernovarester. Skillnaden är extremt liten, men om de påskyndades från samma händelse borde hastigheterna vara desamma.
PAMELA, nyttolasten för anti-Matter Exploration och Light-Nuclei Astrophysics, är ombord på jorden som kretsar kring den ryska Resurs-DK1-satelliten. Den använder en permanentmagnetspektrometer tillsammans med en mängd specialiserade detektorer för att mäta överflödet och energispektra för kosmiska strålelektroner, positroner, antiprotoner och ljuskärnor över ett mycket stort energiområde från 50 MeV till hundratals GeV.
Precis som astronomer använder ljus för att visa universum, använder forskare galaktiska kosmiska strålar för att lära sig mer om vår galaxs sammansättning och struktur, samt för att ta reda på hur saker som kärnor kan accelerera till nästan ljusets hastighet.
Oscar Adriani och hans kollegor som använder PAMELA-instrumentet säger att deras nya resultat är en utmaning för vår nuvarande förståelse av hur kosmiska strålar accelereras och förökas. "Vi upptäcker att spektralformerna för dessa två arter är olika och inte kan beskrivas väl av en enda maktlag," skriver teamet i sitt papper. "Dessa data utmanar det nuvarande paradigmet för den kosmiska strålaccelerationen i supernova-rester följt av diffus förökning i galaxen."
Istället avslutar teamet kan accelerationen och spridningen av kosmiska strålar kontrolleras av okända och mer komplexa processer.
Supernova-resterna expanderar moln med gas och magnetfält och kan pågå i tusentals år. Inom detta moln påskyndas partiklarna genom att studsa fram och tillbaka i magnetfältet för kvarvarande, och några av partiklarna får energi, och så småningom bygger de upp tillräckligt med hastighet att kvarvarande inte längre kan innehålla dem, och de flyr in i galaxen som kosmiska strålar.
En viktig fråga som forskare hoppas kunna besvara med PAMELA-uppgifter är om de kosmiska strålarna kontinuerligt accelereras under hela deras livstid, om accelerationen sker bara en gång eller om det finns någon retardation.
Forskare säger att bestämning av flödena i proton- och heliumkärnorna kommer att ge information om det tidiga universum såväl som om ursprunget och utvecklingen av material i vår galax.
Adriani och hans team hoppas kunna avslöja mer information med PAMELA för att bättre förstå ursprunget till kosmiska strålar. De säger att eventuella bidrag kan komma från ytterligare galaktiska källor, till exempel pulsars eller mörk materia.
Källa: Science
