تبيّن أن بقايا المستعرات العظمى قادرة على تسريع البروتونات إلى طاقات أعلى بملايين المرات من تلك التي ينتجها مصادم الهادرونات الكبير.
في كل ثانية، تخترقنا مقذوفات غير مرئية قادمة من أعماق الكون. هذه هي الأشعة الكونية — نوى ذرية تم تسريعها إلى سرعات لا تكاد تختلف عن سرعة الضوء. طاقتها أكبر بمئات الملايين من المرات من تلك المتاحة في أقوى مسرعاتنا. من أين تأتي هذه القوة الهائلة؟ لفترة طويلة، كان الشك يقع على موجات الصدمة الناتجة عن انفجارات المستعرات العظمى — تلك الألعاب النارية العملاقة التي تنتهي بها حياة النجوم الضخمة. لكن لم يكن من الممكن رصد مثل هذا المسرع وهو يعمل عند أقصى حدود قدراته.
الآن، ارتفع الستار قليلاً. مرصد LHAASO الصيني، الممتد على قمم الجبال العالية مثل شبكة عملاقة لاصطياد الضوء، رصد إشعاع غاما قوياً جداً من بقايا مستعرين عظيمين — G150.3+4.5 وγ-Cygni. هذان الجسمان ليسا شابين: عمرهما عشرات الآلاف من السنين، وقد تباطأت موجات صدمتهما. ولكن الآن تحديداً، وكأنهما يزفران القوة المتراكمة، يقذفان جسيمات بطاقات تصل إلى عدة بيتا إلكترون فولت. هذا أكبر بألف مرة مما يمكن أن ينتجه مصادم الهادرونات الكبير. أشعة غاما التي يراها LHAASO ليست توهجاً مباشراً للجسيمات المتسارعة، بل هي صدى لاصطداماتها بسحب الغاز بين النجمي — الهيدروجين والغبار.
البيتا إلكترون فولت (PeV) هو طاقة بعوضة طائرة، مضغوطة في نواة ذرية واحدة. يحمل بروتون واحد مثل هذه الطاقة قدراً من الحركة يعادل كرة تنس أرسلها لاعب محترف.
الدليل الرئيسي هو شكل التوهج. يرى التلسكوب مكونين، وفي بعض الأماكن ثلاثة مكونات واضحة: واحد أكثر ضبابية يتوهج عند طاقات معتدلة، وآخر مضغوط عند أعلى الطاقات. وهذا المصدر المضغوط يتطابق مع موقع سحب جزيئية كثيفة. أما داخل البقايا نفسها فلا توجد نجوم نابضة قوية (نجوم نيوترونية دوارة ذات رياح) يمكن أن تزيّف الصورة. إذن، ما يصطدم بالسحب هو بروتونات تم تسريعها بواسطة موجة صدمة المستعر الأعظم. هذا هو أول دليل مباشر على أن بقايا المستعرات العظمى القديمة ما زالت قادرة على العمل كمسرعات عند طاقات بيتا إلكترون فولت، مضيئة السدم المحيطة بها مثل كشاف ضوئي.
من المدهش أن ذروة التسارع لا تحدث لحظة الانفجار، بل في نهاية مرحلة التمدد الحر — عندما تتوسع قذيفة النجم، وتجرف الغاز بين النجمي أمامها مثل جرافة، مما يخلق ظروفاً مثالية لركوب الجسيمات على موجة الصدمة.
بقايا المستعر الأعظم G150.3+4.5 كبيرة جداً في السماء لدرجة أنها تغطي مساحة أكبر 50 مرة من مساحة البدر، لكن لا يمكن رؤيتها إلا في أشعة غاما.
في رواية «ال foundational» (المؤسسة) لإسحاق عظيموف، تُستخدم الأشعة الكونية كمصدر للطاقة لحضارة مجرية — لم يكن أحد يعرف آنذاك أن مصادرها الحقيقية قد تكون قريبة إلى هذا الحد.
