En 1572, l'astronome danois Tycho Brahe a observé et a étudié l'explosion d'une étoile qui est devenue célèbre par la suite sous le nom de supernova de Tycho. Plus de quatre siècles plus tard, le télescope spatial Chandra nous montre les restes de la supernova comme une bulle de débris à plusieurs millions de degrés (verts et rouge) contenue à l'intérieur d'une enveloppe d'éléctrons à très haute énergie animée d'un mouvement plus rapide (bleu violet).
L'expansion supersonique (environ 10 millions de kilomètre par heure) de débris stellaires a créé deux ondes de choc émettrices de rayons X, l'une s'éloignant à travers le gaz interstellaire, et l'autre retournant en arrière parmi les débris. Ces ondes de choc produisent des changements soudains et énormes de pression et de température, comme une version extrême des bangs produits par le mouvement supersonique des avions.
Selon la théorie standard, l'onde choc en mouvement vers l'extérieur devrait se situer à environ 2 années-lumière en avant des débris stellaires. Mais Chandra a découvert que ces débris ont suivi le choc externe et ne se trouvent qu'à environ une demie année-lumière derrière.
L'explication la plus probable de ce comportement est qu'une grande fraction de l'énergie de l'onde de choc externe provient de l'accélération de noyaux atomiques à des vitesses approchant celle de la lumière. Les observations de Chandra fournissent une forte présomption que des noyaux sont en effet accélérés et que l'énergie contenue dans les restes de la supernova de Tycho est environ 100 fois plus élevée que ce qui est observé pour des électrons à grande vitesse.
Ce résultat est important pour la compréhension de l'origine des rayons cosmiques, ces noyaux de grande énergie qui parcourent la galaxie et bombardent constamment la Terre. Depuis leur découverte dans les premières années du 20ème siècle, on a proposé beaucoup de sources pour ces rayons cosmiques, y compris des explosions solaires et des événements semblables sur d'autres étoiles, pulsars, disques d'accrétion de trou noir, et le suspect principal, les ondes de choc des supernovae. Les observations par Chandra des restes de la supernova de Tycho renforcent cette dernière possibilité.