Исследователи недавно обнаружили космический луч «сверхвысокой энергии», который является самым мощным с тех пор, как в 1991 году была обнаружена знаменитая частица «О боже мой». Они понятия не имеют, откуда он взялся. Исследователи обнаружили одно из самых мощных космических излучений, когда—либо наблюдавшихся на Земле, но они понятия не имеют, что его вызвало и откуда оно взялось. Согласно новому исследованию, чрезвычайно энергичная частица, названная в честь японской богини, прибыла со стороны пустоты во Вселенной, где, как известно, почти ничего не существует.
Космические лучи — это высокоэнергетические частицы, в основном состоящие из протонов или ядер гелия, которые постоянно пронизывают каждый квадратный дюйм Вселенной (включая наши тела). Но небольшая часть космических лучей, которые попадают на Землю примерно раз в год на квадратную милю, разгоняется до еще больших энергетических уровней некоторыми из самых интенсивных явлений во Вселенной.
Эти сверхэнергетические частицы, известные как «космические лучи сверхвысоких энергий», обладают энергией по меньшей мере в один эксаэлектронвольт (ЭэВ), или 1 квинтиллион (1, за которым следуют 18 нулей) электрон-вольт, что примерно в миллион раз энергичнее, чем у самых быстрых частиц человеческого тела.- созданы ускорители элементарных частиц.
21 мая 2021 года исследователи обнаружили одно из этих сверхзаряженных космических лучей с помощью проекта Telescope Array project — детектора, состоящего из отдельных подстанций, занимающих площадь более 270 квадратных миль (700 квадратных километров) в штате Юта. Эта конкретная частица обладала колоссальной энергией в 244 ЭэВ, что делает ее самым энергичным космическим лучом со времен частицы «О боже мой» (OMG) в 1991 году — самого мощного космического луча, когда-либо обнаруженного, который имел энергию в 320 ЭэВ и двигался со скоростью более 99,9% скорости света.
Исследователи из Столичного университета Осаки (OMU) описали недавний космический луч в новом исследовании, которое будет опубликовано в журнале Science 24 ноября. Они назвали таинственную частицу «Аматерасу» в честь богини солнца из религии синто, которая, как полагают, помогла создать Японию.
Cosmic rays from the sun and elsewhere in the universe create colorful «airglow» when they smash into Earth’s atmosphere. (Image credit: NASA/JSC)/Космические лучи, исходящие от Солнца и других частей Вселенной, создают красочное «воздушное свечение», когда они попадают в атмосферу Земли. (Фото предоставлено НАСА/АО)
«Когда я впервые обнаружил этот космический луч сверхвысокой энергии (UHE), я подумал, что, должно быть, произошла ошибка, поскольку он показал уровень энергии, беспрецедентный за последние 3 десятилетия», — говорится в заявлении ведущего автора исследования Тошихиро Фуджи, астрофизика из OMU.
Ученые точно не уверены, откуда взялся луч UHE. «»Направление его прихода указывает назад, чего следует избегать в крупномасштабной структуре Вселенной», — написали исследователи в Science. В этом регионе нет известных галактик, туманностей или других космических структур.
Вполне возможно, что космический луч возник где-то в другом месте и был отклонен в нашу сторону магнитными полями, окружающими звезду или другой массивный объект. Однако вероятность отклонения космических лучей UHE меньше, чем у менее энергичных аналогов, пишут исследователи.
Также неясно, что могло породить такой мощный космический луч. Исследователи предположили несколько возможных источников, включая взрывы сверхновых, слияния черных дыр и пульсары. Но частица также могла возникнуть в результате «неизвестного астрономического явления и нового физического происхождения, выходящего за рамки стандартной модели [физики]», — сказал Фуджи.
Исследователи также до сих пор не уверены, что вызвало появление частицы OMG в 1991 году. Команда надеется, что обсерватории следующего поколения смогут проследить происхождение этих сверхвысокочастотных частиц и помочь выявить их причины.
фото: When powerful cosmic rays hit gas molecules in Earth’s atmosphere they create a cascade of energetic particles that are detected on the ground. By tracing back these particles to their source, researchers can estimate how powerful the original cosmic ray was. (Image credit: Osaka Metropolitan University/L-INSIGHT, Kyoto University/Ryuunosuke Takeshige)/Когда мощные космические лучи попадают на молекулы газа в атмосфере Земли, они создают каскад энергичных частиц, которые обнаруживаются на земле. Проследив эти частицы до их источника, исследователи могут оценить, насколько мощным был первоначальный космический луч. (Фото предоставлено: Столичный университет Осаки/L-INSIGHT, Киотский университет/Рюуносукэ Такэсигэ)