أرصاد جديدة أثبتت أن بقايا المستعرات العظمى قادرة على تسريع البروتونات إلى طاقات تفوق بمئات المرات قدرات المسرعات الأرضية.
عندما يستنفد نجم ضخم وقوده النووي الحراري، ينهار لبّه وتُقذف طبقاته الخارجية إلى الفضاء بسرعات تبلغ آلاف الكيلومترات في الثانية. هكذا يولد بقايا المستعر الأعظم — سحابة متوسعة من الغاز المضغوط بموجات الصدمة، تمتد على مدى سنوات ضوئية. أحد هذه الأجرام، IC 443، جذب انتباه الفيزيائيين الفلكيين منذ زمن طويل: فقد كانت بنيته توحي بوجود عمليات قادرة على تسريع الجسيمات إلى طاقات لا يمكن بلوغها في المختبرات الأرضية. لكن الأدلة الرصدية المباشرة كانت ناقصة.
الاختراق جاء من مرصد LHAASO، الذي يرصد أشعة غاما ذات الطاقات الأعلى — ما يُعرف بالإشعاع الكوني القاسي. كشفت بياناته عن مصدر مضغوط في IC 443، يحمل طيف إشعاعه — توزيع الطاقة عبر الترددات — بصمة بروتونات تم تسريعها إلى مقادير تفوق بمئات المرات قدرات مصادم الهدرونات الكبير. ينشأ هذا الطيف عندما تتفاعل الجسيمات المشحونة مع الحقول المغناطيسية والإشعاع في محيط المصدر. وفي الجوار، ربما يعمل نجم نابض — نجم نيوتروني يدور بسرعة فائقة، تخلّف بعد انهيار اللب. حقله المغناطيسي القوي، الذي يدور مع النجم، يولّد إشعاعًا موجهًا قد يسهم في تسريع الجسيمات.
في السابق، رصد تلسكوب Fermi في منطقة IC 443 أشعة غاما بطيف مميز ينشأ عند اصطدام بروتونات عالية الطاقة وجهاً لوجه مع أنوية الغاز بين النجمي. وهذا مؤشر موثوق على أن بقايا المستعر الأعظم يعمل فيها مسرّع طبيعي.
يؤكد هذا الاكتشاف الدور الرئيسي لـ بقايا المستعرات العظمى كمصادر رئيسية لـ الأشعة الكونية — وهي جسيمات مشحونة تقصف الغلاف الجوي للأرض باستمرار. آلية التسريع في IC 443، وفقًا للبيانات، لم تخمد: فالموجات الصدمية والحقول المغناطيسية تواصل دفع البروتونات، وكأن مصنع الجسيمات يعمل دون توقف منذ آلاف السنين.
