W połowie lipca 2026 roku w The Astrophysical Journal ukazał się artykuł, który przybliża nas do zrozumienia, jak w Drodze Mlecznej powstają najbardziej energetyczne promienie kosmiczne. Chodzi o obiekt LHAASO J1912+1014u – jednego z kandydatów na tzw. PeVatrony, zdolne do przyspieszania cząstek do energii petaelektronowoltowych.
Wszystko zaczęło się od danych chińskiego obserwatorium LHAASO, zlokalizowanego na wysokogórskim płaskowyżu. Jego detektory zarejestrowały promieniowanie gamma o energiach powyżej 100 TeV pochodzące od rozciągłego źródła, które pokrywa się współrzędnymi ze znanym obiektem TeV HESS J1912+101. Takie ultrawysokoenergetyczne kwanty gamma pojawiają się zazwyczaj, gdy przyspieszone promienie kosmiczne zderzają się z atomami ośrodka międzygwiazdowego. Pozostało jednak główne pytanie: czy są to protony, czy elektrony? Scenariusze leptoniczne (przyspieszanie elektronów) i hadronowe (przyspieszanie protonów) dają podobne spektra gamma przy bardzo wysokich energiach, ale wymagają różnych warunków.
Aby to wyjaśnić, grupa astronomów pod przewodnictwem Tsunefumi Mizuno z Uniwersytetu w Hiroszimie sięgnęła po archiwa Fermi-LAT – orbitalnego teleskopu gamma NASA. Przeanalizowali 15 lat obserwacji w zakresie od 400 MeV do setek GeV. Standardowy model galaktycznego tła dyfuzyjnego pozostawiał zauważalne pozostałości w danych, dlatego naukowcy stworzyli jego ulepszoną wersję. W rezultacie w rejonie źródła pojawił się wyraźny nadmiar promieniowania o twardym spektrum (indeks około 2,1). Przestrzennie pokrywał się on z położeniem źródła LHAASO/H.E.S.S.
Kluczowym krokiem było wykorzystanie precyzyjnych danych FUGIN – przeglądu obłoków molekularnych w linii tlenku węgla. Badacze zbudowali mapy gazu dla dwóch prawdopodobnych komponentów prędkości (około 25 i 60 km/s). Te wzorce doskonale opisały nadmiar GeV, potwierdzając, że promieniowanie powstaje właśnie w zderzeniach protonów z gęstymi obłokami.
Kiedy zespół zbudował ogólne spektrum od GeV do TeV, scenariusz leptonowy (przyspieszanie elektronów) wymagał zbyt trudnych warunków i słabo zgadzał się z górnymi granicami promieniowania rentgenowskiego. Natomiast scenariusz hadronowy – przyspieszanie protonów – naturalnie pasował do danych. Spektrum protonów wychodzi z indeksem ≈2,2, a całkowita energia w nie włożona szacowana jest na (1–5)×10⁴⁹ erg w zależności od odległości. W pobliżu źródła znajduje się stary pulsar PSR J1913+1011, który prawdopodobnie zasila system energią.
Ta praca jest dobrym przykładem tego, jak cierpliwe gromadzenie danych i wspólna analiza różnych narzędzi pozwala krok po kroku odkrywać mechanizmy działające w naszej Galaktyce od milionów lat. LHAASO nadal znajduje nowych kandydatów na PeVatrony, a podobne badania pokazują: wiele z nich najprawdopodobniej działa właśnie na protonach. Jesteśmy coraz bliżej zrozumienia, gdzie i jak natura przyspiesza cząstki do energii niedostępnych nawet najpotężniejszym akceleratorom na Ziemi.
