Molekulární mračno Taurus Molecular Cloud. Kredit: ESA/Herschel/NASA/JPL-Caltech/R. Hurt.

Na Zemi prší kosmické záření z rozmanitých zdrojů. Občas se v něm objeví částice s opravdu extrémní energií. Astronomy vždycky zajímalo, odkud vlastně vysokoenergetické částice kosmického záření přilétají. Pátrání po jejich zdrojích je ale obvykle dost komplikované. Podivuhodná observatoř HAWC (High Altitude Water Cherenkov Experiment), která detekuje Čerenkovovo záření, teď přišla s velmi zajímavým kandidátem na takový extrémní zdroj. A je to vážně dost nečekané. Nejsilnější urychlovač částic v Mléčné dráze se možná skrývá v nudném molekulárním mračnu, jakých je všude plno.

Extrémní observatoř HAWC. Kredit: Jordanagoodman / Wikimedia Commons.

Nejvýkonnější pozemský urychlovač částic, tedy dnes již legendární LHC v evropském CERNu, dokáže urychlit částice tak, že nesou energii kolem 13 teraelektronvoltů, čili 13 TeV. Ve vesmíru ale existují mnohem silnější „přírodní“ urychlovače částic. Jejich výkon více než tisíckrát převyšuje náš LHC a pohybuje se v řádech petaelektronvoltů (10 na patnáctou). Otázkou je, co jsou tyto vesmírné „pevatrony“ zač.

Pátrání po zdrojích kosmického záření je mnohem komplikovanější, než to na první pohled vypadá. Vysokoenergetické částice kosmického záření jsou sice prakticky nepřehlédnutelné, ale taky jsou obvykle elektricky nabité. Což znamená, že na ně působí nezměrná magnetická pole, které protínají Galaxii. Jinými slovy, tyhle částice neletí rovně.

Některá molekulární mračna si na nic nehrají. Kredit: NASA, ESA, N. Smith (University of California, Berkeley), and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA).

Přesto je ale možné dráhy částic kosmického záření stopovat. Když totiž zasáhnou nějaký mezihvězdný materiál, tak se při tom může vyzařovat gama záření. A tyto stopy gama záření je možné sledovat – a trochou štěstí mohou vést až k původnímu zdroji kosmického záření. Právě tímto způsobem, tedy sledováním stop gama záření, pracovala observatoř HAWC, která se nachází na svahu mexického vulkánu Sierra Negra. Nakonec dovedla mezinárodní tým odborníků ke zdroji gama záření o energiích přes 200 TeV. A tak silné gama záření prý mohlo vytvořit jedině extrémní kosmické záření pevatronu, tedy o energiích v řádech PeV.

Dotyčný zdroj gama nese označení HAWC J1825-134. Z našeho pohledu se nachází zhruba ve směru k centru Mléčné dráhy. Problém je v tom, že se poblíž nenachází nic, co by nás hned praštilo do očí a vypadalo by to jako pevatron. Čekali bychom například pozůstatek nedávné supernovy nebo třeba divoce roztočený pulzar. Jenomže v dané oblasti vesmíru nic takového není. Ač je to velmi zvláštní, vypadá to, jako by pevatronem bylo úplně obyčejné molekulární mračno. Jeho hustotu vědci odhadují na asi 700 protonů v centimetru krychlovém vesmíru.

Jenomže to nedává smysl. Molekulární mračno, to je takové veliké nic. Jako pára nad hrncem. V dotyčném mračnu jsou sice nějaké čerstvě zrozené hvězdy, ale žádné hvězdné dítě by nemělo křičet ani zdaleka tak silně jako pevatron. Autoři studie přiznávají, že nemají tušení, jak ten pevatron funguje, pokud tedy hledají na správném místě. V molekulárním mračnu zřejmě sedí cosi, nějaký objekt nebo proces, který je nejvýkonnějším urychlovačem Mléčné dráhy. Zatím naprostá záhada.

Video: High Altitude Water Cherenkov Experiment

Literatura

Space.com 29. 1. 2021.

arXiv:2012.15275.