Een Chinees observatorium heeft wat lijkt op de krachtigste deeltjesversneller in het universum gedetecteerd, een natuurlijk fenomeen dat alles wat op aarde is gebouwd in de schaduw stelt. De ontdekking, gedaan door onderzoekers van het Large High Altitude Air Shower Observatory in China, wijst op een kosmische bron die deeltjes met energieën voortstuwt die nog nooit eerder zijn gezien.
Een natuurlijke versneller die menselijke techniek overtreft
Het observatorium, gelegen op het Tibetaanse plateau, registreerde ultrahoogenergetische gammastralen afkomstig uit een gebied in de Melkweg. Deze deeltjes dragen energieën in het petaelektronvoltbereik, ver boven wat de Large Hadron Collider kan produceren. De bron lijkt een pulsar te zijn, een snel ronddraaiende neutronenster, omgeven door een nevel van geladen deeltjes.
Lokale wetenschappers in China waren verbluft door de vondst, omdat het suggereert dat de natuur deeltjes kan versnellen tot energieën die miljoenen keren hoger zijn dan door mensen gemaakte machines. De pulsar, genaamd LHAASO J0341+5253, staat ongeveer 14.000 lichtjaar van de aarde. De ontdekking werd gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters en heeft al voor intense discussie gezorgd onder astrofysici.
Waarom dit belangrijk is voor het begrijpen van de kosmos
Jarenlang hebben onderzoekers zich afgevraagd waar kosmische straling, de hoogenergetische deeltjes die op aarde neerdalen, vandaan komt. De nieuwe waarneming geeft een duidelijk antwoord: pulsars kunnen fungeren als natuurlijke deeltjesversnellers die elektronen en positronen tot extreme snelheden opdrijven. De gammastralen die door het observatorium zijn gedetecteerd, zijn het bijproduct van deze deeltjes die interageren met licht en magnetische velden.
De vondst daagt ook bestaande modellen over hoe pulsars werken uit. Eerder dachten wetenschappers dat pulsars deeltjes alleen tot lagere energieën konden versnellen, maar deze ontdekking laat zien dat ze het petaelektronvoltschaal kunnen bereiken. Dat betekent dat het universum een ingebouwd mechanisme heeft voor het creëren van deeltjes die veel energetischer zijn dan welke collider op aarde ook.
Een nieuw venster op extreme fysica
Het Chinese observatorium, dat in 2021 volledig operationeel werd, is ontworpen om deze zeldzame, hoogenergetische gebeurtenissen op te vangen. De locatie op 4.410 meter boven zeeniveau geeft een duidelijk zicht op de lucht, en de reeks detectoren bestrijkt een groot gebied. Het team achter de ontdekking zegt dat de pulsar slechts een van de vele potentiële bronnen is die nog gevonden moeten worden.
Voor de mensen in China is deze prestatie een punt van trots, omdat het het land aan de frontlinie van kosmisch stralingsonderzoek plaatst. Maar de betekenis gaat verder dan nationale grenzen. De ontdekking opent een nieuw hoofdstuk in de astrofysica en laat zien dat het universum nog verrassingen bevat die studieboeken kunnen herschrijven.
Naarmate er meer gegevens van het observatorium binnenkomen, verwachten wetenschappers nog extremere versnellers te vinden. Het universum, zo blijkt, heeft al miljarden jaren zijn eigen deeltjesfysica-experimenten uitgevoerd, en we beginnen nu pas de resultaten te zien.
