Mereka mengatakan kehadiran struktur seperti gelembung – sekitar 10 juta kali lebih besar dari tata surya kita – dapat menjelaskan bagaimana sinar gamma berenergi tinggi berasal dari Bima Sakti, bertentangan dengan teori sebelumnya tentang asal usulnya.

“Ini adalah super akselerator sinar kosmik pertama yang diidentifikasi,” kata penulis koresponden Cao Chen, seorang profesor di Institut Fisika Energi Tinggi dari Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, kepada kantor berita resmi Xinhua.

Sinar kosmik adalah partikel bermuatan yang bergerak melintasi ruang dengan kecepatan kira-kira kecepatan cahaya. Meski ditemukan lebih dari 100 tahun lalu, para ilmuwan masih belum yakin bagaimana sinar yang mencapai Bumi terbentuk dan dari mana asalnya.

Peta baru Bima Sakti yang dikembangkan oleh ilmuwan Tiongkok menantang teori radiasi kosmik

Spektrum energi sinar kosmik sebelumnya menunjukkan titik belok pada tingkat energi 1 peta elektron volt (PeV) – disebut “lutut” karena bentuknya pada grafik.

Cao mengatakan kepada Sichuan News Network bahwa sinar kosmik dengan energi di bawah 1 PeV diperkirakan berasal dari dalam Bima Sakti, sedangkan sinar dengan energi lebih tinggi dari titik ini diperkirakan berasal dari luar galaksi kita.

Namun pada tahun 2020, Lasso mendeteksi foton berenergi sangat tinggi yang dihasilkan oleh sinar kosmik dengan energi lebih dari 1 PeV yang berasal dari Cygnus. Makalah terbaru merinci bagaimana sinar ini bisa terbentuk.

Para peneliti menemukan bahwa struktur mirip gelembung di wilayah pembentuk bintang konstelasi – disebut Cygnus

Di tengah gelembung, tim mengidentifikasi gugus bintang masif yang disebut Cygnus OB2 yang berisi banyak bintang muda panas, beberapa dengan suhu permukaan lebih dari 35.000 derajat Celcius – yang mungkin merupakan superakselerator sinar kosmik.

Menurut makalah tersebut, struktur gelembung dan spektrum energi “direproduksi secara wajar dengan mengasumsikan adanya akselerator partikel di inti.”

Sebuah observatorium Tiongkok menemukan cahaya kosmik yang mungkin mengubah hukum fisika

Akselerator sinar kosmik mampu memompa sinar kosmik ke ruang antarbintang dengan energi 10 hingga 25 PeV, yang bertabrakan dengan gas antarbintang untuk menghasilkan foton yang diamati dengan energi 1 PeV ke atas.

Cao mengatakan kepada Sichuan News Network bahwa bintang-bintang di gugus tersebut memiliki intensitas radiasi “100 hingga satu juta kali lebih besar daripada intensitas radiasi Matahari.” Material yang tertiup dari permukaan bintang akibat tekanan radiasi menciptakan angin berkecepatan tinggi yang bertabrakan dengan media antarbintang – membentuk akselerator partikel.

“Setelah akselerator terbentuk, partikel mikroskopis yang didominasi proton dipercepat hingga mencapai energi yang sangat tinggi, yaitu sinar kosmik yang kita amati di Bumi,” kata Cao.

Para peneliti menemukan bahwa gas yang mengelilingi struktur gelembung berhubungan dengan intensitas sinar gamma yang dihasilkan oleh percepatan partikel berenergi tinggi di ruang antarbintang.

“Asumsi yang kuat adalah bahwa setiap sumber sinar kosmik di Galaksi kita memiliki gelembung atau halo sinar kosmik,” tulis mereka di makalah tersebut.

Cao mengatakan kepada Sichuan News Network bahwa kecepatan rambat sinar kosmik jauh lebih lambat dari perkiraan – 100 kali lebih rendah dari perkiraan sebelumnya – memungkinkan para peneliti untuk mengamati gelembung tersebut.

“Seiring bertambahnya waktu pengamatan, Lasso diperkirakan akan mendeteksi lebih banyak akselerator super sinar kosmik,” katanya dalam laporan Xinhua. Cao menambahkan bahwa ia berharap penemuan lebih lanjut akan “memecahkan misteri berusia seabad tentang asal usul sinar kosmik.”

Temuan ini memiliki “konsekuensi yang sangat relevan bagi gambaran kita tentang pengangkutan sinar kosmik di galaksi,” kata Elena Amato, ahli astrofisika dari Institut Astrofisika Nasional Italia.