Beläget cirka 4500 ljusår bort i stjärnbilden Cygnus ligger en veritabel stjärnfabrik som heter Cygnus X ... en uppskattas ha tillräckligt med "råvaror" för att skapa så många som två miljoner solar. Av särskilt intresse är en märkt Cygnus OB2 som är hem för 65 av de hetaste, största och mest kända O-typ stjärnorna kända - och nära 500 B medlemmar. O-pojkarna spränger ut hål i dammmoln i intensiva utflöden och stör de kosmiska strålarna. Nu visar en studie med data från NASA: s Fermi Gamma-ray Space Telescope oss att denna störning kan spåras tillbaka till dess källa.
Upptäckt för 60 år sedan i radiofrekvenser har Cygnus X-regionen länge varit av intresse, men dammslöjt vid optiska våglängder. Genom att anställa NASA: s Fermi Gamma-ray Space Telescope kan forskare nu kika bakom fördunklingen och titta på hjärtat genom gammastråleobservationer. I regioner med stjärnbildning som Cygnus X produceras subatomära partiklar och dessa kosmiska strålar skjuter över vår galax med ljushastighet. När de kolliderar med interstellär gas sprids de - vilket gör det omöjligt att spåra dem till deras ursprungspunkt. Men samma kollision producerar en gammastrålekälla ... en som kan upptäckas och fastställas.
"Galaxens bästa kandidatställen för kosmisk strålacceleration är de snabbt expanderande skalen av joniserad gas och magnetfält som är förknippade med supernovaxplosioner." säger FERMI-teamet. "För stjärnor är massa öde, och de mest massiva - kända som O och B - lever snabbt och dör unga."
Eftersom dessa stjärntyper inte är så vanliga blir regioner som Cygnus X viktiga stjärnlaboratorier. Dess intensiva utflöden och den enorma mängden massa fyller receptet för studier. Inom dess ihåliga väggar bor stjärnor i lager av tunn, varm gas innesluten i band med sval, tät gas. Det är detta specifika område där Fermis LAT-instrumentering utmärker sig - detekterar en otrolig mängd gammastrålar.
”Vi ser unga kosmiska strålar, med energier som kan jämföras med de som produceras av de mest kraftfulla partikelacceleratorerna på jorden. De har precis börjat sin galaktiska resa, sicksackar sig bort från gaspedalen och producerar gammastrålar när de slår gas eller stjärnbelysning i hålrummen, ”sa medförfattaren Luigi Tibaldo, en fysiker vid Padova University och italienska National Institute of Nuclear Physics.
Dessa högt accelererade partiklar avslöjar det extrema ursprunget av gammastråleutsläpp klockade på upp till 100 miljarder elektron volt av LAT. Till exempel är synligt ljus bara två till tre elektronvolter! Men varför är Cygnus X så speciell? Den fasslar sina källor i komplexa magnetfält och hindrar majoriteten av dem från att fly. Allt tack vare de högmassiga stjärnorna ...
”Dessa chockvågor rör om gasen och vrider och trasslar magnetfältet i en kosmisk jacuzzi, så att de unga kosmiska strålarna, som nyligen kastas ut från sina acceleratorer, förblir instängda i denna oro tills de kan läcka ut i tystare interstellära regioner, där de kan strömma mer fritt, ”sa medförfattaren Isabelle Grenier, en astrofysiker vid Paris Diderot University och Atomic Energy Commission i Saclay, Frankrike.
Men det finns mer till historien. Gamma Cygni supernova-rest finns också i närheten och kan också påverka resultaten. Vid denna tidpunkt anser Fermi-teamet att det kan ha skapat den inledande "kokongen" som håller de kosmiska strålarna på plats, men de medger också att de accelererade partiklarna kan ha sitt ursprung genom flera interaktioner med stjärnvindar.
"Huruvida partiklarna ytterligare vinner eller förlorar energi i denna kokong måste undersökas, men dess existens visar att kosmisk strålhistoria är mycket mer händelserik än en slumpmässig promenad från deras källor," tillade Tibaldo.
Original berättelse källa: NASA Fermi News.
