แสงที่ทำลายสถิติมีพลังงานมากกว่าสี่พันล้านอิเล็กตรอนโวลต์

จุดร้อนรังสีแกมมาสิบสองจุดในอวกาศแนะนำว่ากาแลคซีของเรามีเครื่องเร่งอนุภาคที่ทรงพลังจักรวาลยังคงเอาชนะตัวเอง

แสงที่กระฉับกระเฉงอย่างยิ่งจากอวกาศเป็นสิ่งมหัศจรรย์ทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่ไม่สามารถอธิบายได้ และตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบแสงนี้ ซึ่งเรียกว่ารังสีแกมมาด้วยพลังงานที่สูงกว่าที่เคยเป็นมา

LHAASO หอสังเกตการณ์อากาศบนพื้นที่สูงขนาดใหญ่ 

พบรังสีแกมมามากกว่า 530 ตัวที่มีพลังงานมากกว่า0.1 ล้านล้านอิเล็กตรอนโวลต์รายงานออนไลน์เมื่อวันที่ 17 พฤษภาคมที่Nature รังสีแกมมาพลังงานสูงสุดที่ตรวจพบคือประมาณ 1.4 ล้านล้านอิเล็กตรอนโวลต์ สำหรับการเปรียบเทียบ โปรตอนในตัวเร่งความเร็วที่ใหญ่ที่สุดในโลก คือ Large Hadron Collider มีอิเล็กตรอนโวลต์ถึงหลายล้านล้านโวลท์ ก่อนหน้านี้ รังสีแกมมาที่มีพลังมากที่สุดที่รู้จักมีอิเล็กตรอนโวลต์ต่ำกว่าสี่พันล้านโวลท์ ( SN: 2/2/21 )

โดยรวมแล้ว นักวิทยาศาสตร์พบจุดร้อนของรังสีแกมมา 12 จุด บ่งบอกว่าทางช้างเผือกมีเครื่องเร่งอนุภาคของจักรวาลที่ทรงพลัง เพื่อให้รังสีแกมมาเข้าถึงพลังงานดังกล่าวได้ ก่อนอื่นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าจะต้องเร่งอนุภาคที่มีประจุ ซึ่งก็คือโปรตอนหรืออิเล็กตรอนให้มีความเร็วมหาศาล อนุภาคเหล่านั้นจะสามารถผลิตรังสีแกมมาที่มีพลัง เช่น เมื่อโปรตอนมีปฏิสัมพันธ์กับสสารอื่นในอวกาศ

นักวิทยาศาสตร์ยังไม่แน่ใจว่าสภาพแวดล้อมใดมีพลังมากพอที่จะผลิตแสงโดยมีพลังงานที่เข้าถึงได้มากกว่าสี่พันล้านโวลต์ของอิเล็กตรอน แต่ข้อสังเกตใหม่ชี้ให้เห็นถึงความเป็นไปได้สองประการ จุดร้อนจุดหนึ่งเกี่ยวข้องกับเนบิวลาปูซึ่งเป็นซากปรักหักพังของดาวฤกษ์ระเบิด ( SN: 6/24/19 ) แหล่งที่เป็นไปได้อีกแหล่งหนึ่งคือ Cygnus Cocoon ซึ่งเป็นบริเวณที่มีดาวมวลสูงก่อตัวขึ้น ทำให้เกิดลมแรงในกระบวนการนี้

LHAASO ซึ่งตั้งอยู่บนภูเขา Haizi ในมณฑลเสฉวนของจีน ยังไม่เปิดให้บริการเต็มรูปแบบ เมื่อแล้วเสร็จในปลายปีนี้ คาดว่าจะพบรังสีแกมมาที่มีพลังมากยิ่งขึ้น

พลังงานมืด

ด้านบนสุดของรายการกำลังไปถึงจุดต่ำสุดของการวัดจักรวาลที่ไม่ตรงกัน อย่างน้อยตั้งแต่ปี 2014 วิธีการต่างๆ ในการวัดอัตราการขยายตัวของเอกภพที่เรียกว่าค่าคงที่ฮับเบิล ได้ให้คำตอบที่แตกต่างกัน Freedman เรียกปัญหานี้ว่า “ปัญหาที่สำคัญที่สุดในจักรวาลวิทยาในปัจจุบัน”

คำถามที่ Freedman กล่าวคือความไม่ตรงกันนั้นมีจริงหรือไม่ ความไม่ตรงกันที่แท้จริงอาจบ่งบอกถึงบางสิ่งที่ลึกซึ้งเกี่ยวกับธรรมชาติของพลังงานมืดและประวัติศาสตร์ของจักรวาล แต่ความคลาดเคลื่อนอาจเกิดจากข้อผิดพลาดในการวัดเท่านั้น

เวบบ์สามารถช่วยยุติการอภิปรายได้ วิธีทั่วไปวิธีหนึ่งในการหาค่าคงที่ฮับเบิลคือการวัดระยะทางและความเร็วของดาราจักรที่อยู่ห่างไกลออกไป การวัดระยะทางของจักรวาลนั้นยาก แต่นักดาราศาสตร์สามารถประเมินได้โดยใช้วัตถุที่มีความสว่างที่รู้จัก ซึ่งเรียกว่าเทียนมาตรฐาน หากคุณทราบความสว่างที่แท้จริงของวัตถุ คุณสามารถคำนวณระยะทางโดยพิจารณาจากความสว่างที่มองจากพื้นโลก

การศึกษาโดยใช้ซุปเปอร์โนวาและดาวแปรผันที่เรียกว่าเซเฟอิดส์เป็นเทียนพบอัตราการขยายตัว 74.0 กิโลเมตรต่อวินาทีสำหรับระยะห่างระหว่างวัตถุประมาณ 3 ล้านปีแสงหรือเมกะพาร์เซก แต่การใช้ดาวยักษ์แดง Freedman และเพื่อนร่วมงานได้คำตอบที่น้อยกว่า: 69.8 km/s/Mpc

การศึกษาอื่น ๆ ได้วัดค่าคงที่ของฮับเบิลโดยดูที่แสงสลัวของแสงที่ปล่อยออกมาเพียง 380,000 ปีหลังจากบิ๊กแบงซึ่งเรียกว่าพื้นหลังไมโครเวฟคอสมิก การคำนวณโดยอิงจากการเรืองแสงนั้นทำให้อัตรานิ่งนิ่งน้อยลง: 67.4 km/s/Mpc แม้ว่าตัวเลขเหล่านี้อาจดูใกล้เคียงกัน แต่ข้อเท็จจริงที่ว่าพวกเขาไม่เห็นด้วยอาจเปลี่ยนความเข้าใจของเราเกี่ยวกับเนื้อหาของจักรวาลและวิวัฒนาการของจักรวาลอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป ความคลาดเคลื่อนนี้เรียกว่าวิกฤตจักรวาลวิทยา ( SN: 9/14/19, p. 22 )

ในปีแรก เวบบ์จะสังเกตกาแล็กซีเดียวกันบางส่วนที่ใช้ในการศึกษาซูเปอร์โนวา โดยใช้วัตถุสามชนิดที่แตกต่างกันเป็นเทียน: เซเฟอิดส์ ดาวยักษ์แดง และดาวแปลกประหลาดที่เรียกว่าดาวคาร์บอน

กล้องโทรทรรศน์จะพยายามวัดค่าคงที่ฮับเบิลโดยใช้กาแลคซีเลนส์โน้มถ่วงที่อยู่ห่างไกลออกไป การเปรียบเทียบการวัดระหว่างกันกับค่าที่ใกล้เคียงกันจากฮับเบิลจะแสดงให้เห็นว่าการวัดก่อนหน้านี้ผิดพลาดหรือไม่ หรือความตึงเครียดระหว่างการวัดเป็นเรื่องจริง Freedman กล่าว

หากไม่มีข้อสังเกตใหม่เหล่านี้ “เราก็แค่เถียงกันเรื่องเดิมๆ ตลอดไป” เธอกล่าว “เราแค่ต้องการข้อมูลที่ดีกว่า และ [Webb] ก็พร้อมที่จะส่งมอบ”

ดาวเคราะห์นอกระบบ

บางทีการเปลี่ยนแปลงที่ยิ่งใหญ่ที่สุดสำหรับวิทยาศาสตร์ของเว็บบ์อาจเป็นเรื่องของการสำรวจดาวเคราะห์นอกระบบ

Credit : bickertongordon.com bugsysegalpoker.com canadagooseexpeditionjakker.com carrollcountyconservation.com casaruralcanserta.com catalunyawindsurf.com centennialsoccerclub.com certamenluysmilan.com cervantesdospuntocero.com cjmouser.com