Вчені розкривають таємницю високоенергетичних космічних променів
Дослідники вважають, що змогли розгадати загадку походження частинок з найвищою енергією, які коли-небудь спостерігалися на Землі.
У рамках нового дослідження науковці пропонують пояснення складу та джерела високоенергетичних космічних променів. Один з таких променів, відомий як Аматерасу, вже п’ять років залишається предметом вивчення для фізиків. Однак, нині вчені наближаються до розуміння його природи.
Високоенергетичні космічні промені — це частинки, які приземляються на Землю з енергією, що значно перевищує можливості найпотужніших прискорювачів частинок. У 2021 році дослідники виявили космічний промінь Аматерасу, який став другим за рівнем енергії після променя Oh-My-God, зафіксованого ще в 1991 році. Однак його походження досі залишається загадкою.
Механізми формування високоенергетичних космічних променів викликають інтерес науковців вже понад 60 років. Вчені протягом останніх п’яти років намагаються розгадати таємницю частинки Аматерасу.
Енергія подібних частинок перевищує 100 квінтильйонів електронвольт, що в десять мільйонів разів більше, ніж у часток, прискорених на найпотужніших установках. Частинка Аматерасу має енергію близько 240 квінтильйонів електронвольт, що відповідає 1,6х10-19 джоулів.
Для з’ясування механізму досягнення такими частинками Землі та зберігання їхньої енергії вчені провели комп’ютерні симуляції, які показали, як енергія частинок різного розміру змінюється у міжгалактичному просторі.
Автори дослідження вважають, що певні високоенергетичні космічні промені, зокрема Аматерасу, складаються з атомних ядер важчих за залізо. Такі ядра, що містять практично всю масу атома, здатні втрачати енергію повільніше, ніж легші ядра в процесі переміщення через космос, що дозволяє їм досягати Землі з величезною енергією.
Дослідження також вказує, що причинами прискорення частинок до таких екстремальних енергій можуть бути вибухи зірок під час їх перетворення на чорні діри, нейтронні зірки з потужними магнітними полями або ж злиття подвійних нейтронних зірок.
Таким чином, частинка Аматерасу, ймовірно, є результатом однієї з цих подій, але деталі все ще залишаються нез’ясованими.
