Large High Altitude Air Shower Observatory, duben 2019. Kredit: IHEP/LHAASO Collaboration.

Čínská observatoř Large High Altitude Air Shower Observatory (LHAASO) v jihovýchodním Sečuánu je stále ve výstavbě. Už teď je ale jasné, že se z ní stane zásadní čínské výzkumné zařízení. A už teď si připisuje pozoruhodné objevy. Nedávno se observatoři LHAASO povedly skvělé úlovky v Mléčné dráze.

Krabí pulsarová mlhovina na kombinovaném snímku. Kredit: NASA/HST/ASU/J. Hester et al. X-Ray: NASA/CXC/ASU/J. Hester et al.

Vystopovali tam celkem 530 nesmírně energetických fotonů z tuctu pevatronů, tedy extrémních urychlovačů částic, veskrze přirozených, ale přesto záhadných a zábavných. A jako třešničku na dortu ulovili rekordní foton s největší energií, jako jsme kdy u fotonu pozorovali. Tenhle dáreček nesl energii 1,4 PeV. Nové objevy observatoře LHAASO převracejí naše dosavadní představy o zdrojích extrémního záření v Mléčné dráze.

Design experimentu LHAASO. Kredit: He et al. (2018), Radiation Detection Technology and Methods.

Podle všeho jsme svědky úsvitu éry gama astronomie ultravysokých energií. Zároveň je jasné, že musíme překopat naše představy o tom, jak se v Mléčné dráze rodí a šíří gama záření. A to LHAASO ještě není v plném provozu. Uvedené objevy získala polovina soustavy detektorů, která byla dokončena koncem roku 2019 a byla v provozu 11 měsíců roku 2020.

Observatoř LHAASO detekovala v Mléčné dráze 12 pevatronů, tedy stabilních zdrojů gama záření, z nichž tryská záření o energiích blízkých úrovni petaelektronvoltů. Jde o takzvané UHE (ultra-high-energy) fotony, jejichž energie přesahuje 0,1 PeV. Rekordně energetické fotony LHAASO zachytila v oblasti velmi aktivní hvězdné porodnice v souhvězdí Labutě.

Pro fyziky je poněkud šokující. Pozemské urychlovače zvládnou urychlovat jen na cca 0,01 PeV. Pokud jde o Mléčnou dráhu, všichni předpokládali, že v ní máme pevatrony tak maximálně na úrovni 0,1 PeV. A jak se zdá, byli jsme vedle. Ukazuje se, že v případě ultravysoce energetických fotonů je v Mléčné dráze řada objektů, které to dovedou opravdu rozjet. Jde o mladé masivní hvězdokupy, pozůstatky supernov nebo třeba pulsarové mlhoviny. Typickým představitelem jsou hvězdné porodnice v Labuti nebo Krabí mlhovina.

Rýsuje se slušná možnost, že gama astronomie ultravysokých energií konečně vyřeší letitou záhadu kosmického záření. Observatoř LHAASO také nepochybně přispěje k výzkumu dalších pozoruhodných vesmírných fenoménů vysokých energií, které napínají k prasknutí dosavadní fyzikální zákony.

Video: Construction of China’s LHAASO cosmic ray observatory officially underway

Literatura

Chinese Academy of Sciences 17. 5. 2021.

Nature online 17. 5. 2021.