Yeni araştırmalar, süpernovaların, yani dev yıldızların patlamalarının, hakikat şartlar altında birer PeVatron’a dönüşebileceğini ortaya koyuyor. PeVatron, saniyede bir katrilyon elektronvolt (PeV) güçte kozmik ışın üretebilen bir kaynak manasına geliyor — bu, dünyanın en güçlü atom çarpıştırıcısı olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’ndan (LHC) bin kat daha güçlü.
Yaklaşık bir asırdır astronomlar, kozmostan gelen yüksek güçlü parçacıkları, yani kozmik ışınları gözlemliyor. Bu ışınlar çoğunlukla protonlardan ve vakit zaman ağır element çekirdeklerinden oluşuyor. Dünya’nın manyetik alanı ya da üst atmosferi tarafından çoklukla saptırılan ya da emilen bu ışınlardan kimileri yüzeye kadar ulaşabiliyor. O denli ki, her saniye bir kozmik ışın bedeninize çarpıyor.
Bilim insanları, bu çok güçlü kozmik ışınların kaynağının süpernovalar olabileceğinden uzun müddettir şüpheleniyordu. Zira bu devasa yıldız patlamaları, gereken güce, bol ölçüde temel parçacığa ve bu parçacıkları kozmosa fırlatmadan evvel hızlandıracak manyetik alanlara sahip.
Ancak bugüne dek Tycho ve Cassiopeia A üzere yakın süpernova kalıntılarından gelen kozmik ışınlar beklenenin çok altında ölçüldü. Bu durum, süpernova hipotezini zayıflatmıştı.
Astronomy & Astrophysics mecmuasında yayımlanmak üzere kabul edilen yeni bir makalede araştırmacılar, süpernova hipotezine tekrar hayat verdi. Araştırmaya nazaran, kimi özel durumlarda süpernova kalıntıları nitekim PeV düzeyinde kozmik ışın üretebiliyor.
Bunun için yıldızın süpernova haline gelmeden evvel en az iki Güneş kütlesi kadar unsur kaybetmesi gerekiyor. Bu durum aslında epeyce yaygın; güçlü yıldız rüzgarları patlama öncesinde yıldızın dış katmanlarını uzaya savurabiliyor. Lakin kritik nokta, bu hususun çok dağılmaması, ağır ve kompakt bir kabuk formunda yıldızın yakınında kalması.
Süpernova gerçekleştiğinde, patlamadan gelen şok dalgası bu ağır kabuğa çarpıyor. İşte o anda manyetik alanlar çok derecede güçleniyor ve kabuktaki rastgele alt atomik parçacıklar şok dalgası içinde ileri geri fırlatılarak hızlandırılıyor. Her sekmede güç kazanan parçacıklar sonunda kâfi güce ulaşıp kozmosa yayılıyor.
Ancak bu çok güçlü süreç yalnızca birkaç ay sürüyor. Şok dalgası yavaşladığında sistemin gücü düşüyor ve artık PeV üstü kozmik ışın üretilemiyor.
Bu durum, neden bugüne dek etkin bir PeVatron direkt gözlemlenemediğini de açıklıyor. Samanyolu’nda her birkaç yılda bir süpernova patlasa da, hiçbiri çağdaş çağda bu kısa PeV üretim penceresi sırasında gereğince yakın olmadı. Bilim insanları artık sabırla beklemek zorunda.