Pământul este învăluit de particule de energie înaltă. Denumite raze cosmice, majoritatea acestora sunt protoni care ne lovesc cu o viteză apropiată de cea a luminii. Din fericire, atmosfera ne protejează de orice efect dăunător al acestora, chiar dacă particulele lovesc cu atâta energie încât creează o ploaie de particule cu energie scăzută care ajung la suprafața Pământului. De fapt, aceasta este metoda prin care putem detecta razele cosmice.
Nu se cunoaște cu exactitate ce anume accelerează aceste particule atât de mult. Există fenomene care pot face acest lucru. Supernovele din apropiere pot genera raze cosmice cu energie scăzută, însă originea razelor cosmice de energie înaltă este mai puțin înțeleasă.
O sursă potențială ar putea fi quasarii. Aceste „faruri cosmice” îndepărtate sunt alimentate de găurile negre supermasive, care pot genera jeturi enorme de particule relativiste. Chiar și după o călătorie de miliarde de ani-lumină, aceste particule pot lovi Pământul cu o energie incredibilă.
Cu toate acestea, numărul particulelor ce pot fi generate de quasari nu este suficient pentru a explica numărul de raze cosmice pe care le observăm. Așadar, trebuie să existe alte surse de emisie.
Cea mai evidentă posibilitate este reprezentată de așa-numiții microquasari. Aceștia sunt obiecte cosmice asemănătoare cu quasarii, dar care sunt alimentate de găuri negre de masă stelară din galaxia noastră. Chiar dacă sunt minusculi în comparație cu quasarii, microquasatii au structuri similare, având disc de acreție și jeturi de energie înaltă ejectate în spațiu pe la poli.
Nu toate găurile negre de masă stelară au microquasari. Quasarii își creează jeturile prin capturarea materiei în vecinătatea lor galactică, dar microquasarii au nevoie de o stea însoțitoare din care să extragă materia.
Cantitatea de energie produsă de un microquasar depinde de materia disponibilă, motiv pentru care microquasarii sunt clasificați după masa stelelor lor însoțitoare. În cazul microquasarilor cu masă mare, steaua însoțitoare are câteva mase solare și funizează suficientă materie. Microquasarii cu masă mică au stele însoțitoare mici și tind să aibă mai puțină energie. Unul dintre microquasarii cu energie ridicată este SS 433, al cărui stea însoțitoare are zece mase solare.
Din moment ce stelele cu masă mare sunt mai rare în univers, microquasarii cu masă mare sunt mai rari decât cei cu masă mică. Așadar, nu există suficienți microquasari cu masă mare care să emită toate razele cosmice pe care le detectăm. Însă un nou studiu arată că acest lucru nu reprezintă o problemă, deoarece și microquasarii cu masă mică pot produce raze cosmice.
Autorii studiului au analizat microquasarul GRS 1925+105. Acesta este o gaură neagră de masă stelară însoțită de o stea mai puțin masivă decât soarele nostru, care, în teorie, nu ar trebui să emită raze cosmice. Totuși, utilizând datele de la Telescopul Fermi, cercetătorii au descoperit o sursă de raze gama în acest loc.
Unele dintre aceste raze gama au energii mai mari de 10 GeV, ceea ce este destul de mult. Probabil că razele gama sunt produse atunci când protonii accelerați de microquasar lovesc gazele interstelare, generând protoni cu energie înaltă. Pentru ca aceasta să funcționeze, protonii din jeturile microquasarului trebuie să aibă o energie mai mare de 10 GeV, adică o energie din domeniul razelor cosmice cu energie înaltă.
Chiar dacă studiul arată că microquasarii cu masă mică pot produce raze cosmice de energie înaltă, aceasta nu rezolvă în totalitate misterul surselor de raze cosmice. Unii microquasari cu masă mică nu produc deloc raze cosmice.
Sursa: Universe Today