1572年11月初，地球上的观测者目睹了仙后座一颗“新星”的出现，现在这一事件被认为是400余年间最明亮的一颗裸眼超新星。它经常被称为“第谷超新星”，这是以丹麦的天文学家第谷·布拉赫命名的，他因为对该天体的大量研究而获得盛名。现在，NASA费米伽玛射线太空望远镜多年采集的数据揭示出，破碎的星骸在高能伽玛射线波段闪耀着。
这一探测给天文学家提供了新线索去了解宇宙线的起源，宇宙线是以质子为主的亚原子粒子，以接近光速的速度穿过宇宙空间。因为带电粒子在飞过银河系的时候可以轻易地被星际磁场偏转，一道长久的谜题是，这些粒子究竟在哪里以何种方式获得了如此不可思议的能量。易偏转的性质使得追溯宇宙线的源头是不可能的。
来自巴里（Bari）大学以及意大利国家核物理研究所的弗朗西斯·乔丹诺（Francesco Giordano）说：“幸运的是，当宇宙线撞击星际气体和星光的时候，就会产生高能伽玛射线。”乔丹诺是发表在12月7日《天体物理学通讯》杂志上一篇有关此发现的论文的第一作者。
费米望远镜LAT探测到的伽玛射线表明，第谷超新星遗迹闪耀在能量最高的辐射波段上。这张破碎星骸的图像包括伽玛射线（洋红色）、X射线（黄色、绿色与蓝色）、红外线（红色）以及可见光数据。
费米望远镜的关键目标之一就是更好地了解宇宙线的起源。它的大视场望远镜（Large Area Telescope，LAT）每3小时就会扫描一次全天，逐渐构筑起伽玛射线天空的更深度图像。由于伽玛射线是能量最高、穿透力最强的光线，它们可以作为宇宙线源头粒子加速的路标。
来自加州SLAC国家加速器实验室与斯坦福大学的科维里粒子天体物理学与宇宙学研究所（KIPAC）的论文合作者斯蒂芬·芬克（Stefan Funk）说：“这一探测为我们提供了另一条线索，支持超新星遗迹加速宇宙线的说法。”
1949年，物理学家恩里科·费米（与太空望远镜同名）提出，能量最高的宇宙线可以在性急气体云的磁场中加速。在接下来的几十年里，天文学家证明，超新星遗迹可能是银河系内发生该过程最佳的候选地。
当恒星爆发时，它会转化为超新星遗迹，这是快速膨胀的气体壳，由爆发的冲击波束缚。科学家认为，激波波前两侧的磁场可以将粒子束缚其中，相当于亚原子级别的乒乓球赛。
论文合作者、来自巴黎第7大学与法国萨克莱（Saclay）原子能委员会的梅丽塔·瑙曼—戈多（Melitta Naumann-Godo）说：“超新星遗迹的磁场与地球相比很弱，但是可以延展到很大的区域中，最终延伸数千光年。它们对带电粒子的轨迹会产生重大的影响。”瑙曼—戈多与乔丹诺一起领导了这项研究。
带电粒子在超新星激波中往返穿梭的时候，每穿越一次都会获取能量。最终它们脱离了磁牢，逃出超新星遗迹，在星系中自由奔跑。
LAT进行中的巡天提供了支持这一理论的额外证据。像第谷超新星遗迹这样的许多年轻遗迹产生的高能伽玛射线比老遗迹更多。芬克补充说：“伽玛射线的能量反映了产生它们的被加速粒子能量，我们认为由于更强的激波以及混乱磁场，在轻遗迹中的宇宙线可以被加速到更高的能量上。作为比较，激波较弱的年老遗迹无法留住能量最高的粒子，而LAT也没有探测到对应能量的伽玛射线辐射。”
1572年的超新星是天文学史上最伟大的分水岭之一。这颗恒星爆发时，人们认为夜空是固定的，是宇宙不变的组成部分。第谷坦率地记下他自己发现的这颗奇怪的恒星，这说明当时这是多么激进的。
第谷的星图给出了超新星相对仙后座其他恒星的位置（上方最大的标记所在）
这颗超新星最早出现在11月6日，不过恶劣的天气让第谷直到11月11日才看到它，当时第谷在晚饭后散步时注意到了它。他回忆道：“当我搞清楚这样的恒星之前从来没有出现过的时候，我开始因为此事的难以置信而困惑了，我开始怀疑我自己眼睛的可靠性，因此就让陪同我的仆人来帮忙，我问他们是不是也能看到某颗非常明亮的星星……他们马上回复了我，说他们可以完全看到它，而且它非常明亮。”
这颗超新星在15个月的时间里持续可见，而且在天空中没有移动位置，这说明它距离太阳、月球和行星都很远。当代天文学家估计，遗迹距离地球9000到11000光年。
在扫描天空超过2年半之后，LAT的数据清晰表明，一个无法分辨出的GeV（十亿电子伏特）伽玛射线辐射区与第谷超新星遗迹成协。（作为比较，可见光的能量介于2到3电子伏特之间。）
同样在SLAC工作的KIPAC研究生基思·贝克托尔（Keith Bechtol）是第一个注意到可能关联的研究者。他说：“我们知道，第谷超新星遗迹对于费米望远镜来说会是一个重要的发现，原因是该天体已经在电磁波谱的其他波段被详细研究过了。我们认为这是辨认出显示宇宙线质子存在的光谱特征最好的机会。”
科学小组的辐射模型是基于LAT观测以及地面望远镜测绘的更高能TeV（万亿电子伏特）伽玛射线数据与射电和X射线数据提出的。研究者总结说，名为Pi介子产生的过程是辐射的最佳解释。首先，以接近光速运行的质子轰击了一个慢速运动的质子。这一过程会产生一个不稳定的粒子——Pi介子，其质量只有质子的14%。在十万分之一的十亿分之 一秒中，Pi介子衰变成了一对伽玛光子。
如果这一解释是正确的，那么在遗迹内的某处，质子就在被加速到接近光速的速度，然后与较慢的粒子相互作用并产生最极端的光线——伽玛射线。在“难以置信”的恒星残留中发生着如此难以置信的事情，很容易就可以想像出，第谷·布拉赫本人也会为此欣慰的。
