Højt oppe på det tibetanske plateau målte forskerne lige det mest energiske lys nogensinde set. Disse fotoner var gammastråler med energier over 100 billioner elektronvolt - en havde endda næsten 500 billioner elektronvolt energi. Tidligere var der kun set fotoner med titusinder af billioner af elektronvolt.
Forskerne fandt, at fotonerne havde oprindelse i Crab Nebula, en pulsar eller en kraftig spinnende supernova-rest 6.523 lysår væk.
De nye resultater blev opdaget med en del af det tibetanske Air Shower Array, et eksperiment, der bruger 36.900 kvadratmeter (36.900 kvadratmeter) detektorer til at søge efter højenergipartikler som kosmiske stråler og gammastråler. Når sådanne partikler rammer den øvre atmosfære, skaber de brusere af sekundære subatomære partikler, som matrixen detekterer. Den sjældne luft over matrixen, der står 14.100 fod (4.300 meter) over havets overflade, gør det muligt for flere af de sekundære partikler at komme den til jorden.
Ved at studere brusere af sekundære partikler kaldet muons kunne forskerne arbejde baglæns for at finde ud af energien og oprindelsen af de indkommende gammastråler, der forårsagede bruserne. I en ny artikel, der blev accepteret 13. juni til Physical Review Letters, rapporterede astronomer, der studerede disse Crab Nebula-brusere, 24 begivenheder forårsaget af fotoner med energier over 100 billioner elektronvolt. Til sammenligning har partikler med synligt lys fra vores sol kun en energi på nogle få elektronvolt.
"Det er et meget, meget vigtigt resultat," fortalte Felix Aharonian, professor ved Dublin Institute for Advanced Studies, som ikke var involveret i det nye arbejde, til Live Science. "Det stemmer med forventningen i vid udstrækning, og det kunne have en masse konsekvenser, for nu er det eksperimentelle resultater, ikke kun teoretiske spekulationer."
Resultaterne hjælper specifikt forskere med at forstå, hvordan sådanne højenergi-fotoner oprettes, og hvis der er en grænse for, hvor meget energi de kan have. Forskerne spekulerede i, at gammastrålerne i dette tilfælde var blevet fremskyndet gennem en proces, der blev kendt som Inverse Compton-spredning. Under denne proces spretter superhøjenergi-elektrononer fotoner med lavere energi, hvilket giver fotonerne en enorm energi. Disse elektroner i Crab Nebula kan have spredt lavenergi-fotoner fra den kosmiske baggrundsstråling - nogle af universets første lys.
”Vi vidste, at Crab Nebula var en unik kilde i universet,” fortalte Aharonian til Live Science. "Nu ser vi, at ja, elektronerne i Crab Nebula accelereres op til 1.000 billioner elektronvolt."
Stødbølger i det magnetiske miljø i tågen er sandsynligvis ansvarlige for at accelerere elektronerne til så ekstreme energier. Hvis det bekræftes, vil dette tilføje Krabbe-tågen til blot et par andre foreslåede pulsarer i midten af galaksetanken, der er i stand til at fremskynde elektroner i denne grad.
