Τα τηλεσκόπια της Γιούτα αναχαιτίζουν την εξαιρετικά ισχυρή κοσμική ακτίνα

Επιστήμονες από το Telescope Array Collaboration εντόπισαν μια κοσμική ακτίνα υπερυψηλής

ενέργεια

ς, μια ανακάλυψη που αμφισβητεί την τρέχουσα κατανόησή μας για τα εξωτικά κοσμικά φαινόμενα και την προέλευσή τους.

Σε ένα


μελέτη


που δημοσιεύτηκε σήμερα στο περιοδικό Science, the


Συνεργασία διάταξης τηλεσκοπίων


έχει αναφέρει την ανίχνευση μιας κοσμικής ακτίνας υπερυψηλής ενέργειας (UHECR για συντομία), η οποία εμφανίζει ενεργειακό επίπεδο περίπου 244 εξ-ηλεκτρονίων βολτ ή περίπου 40 Joules. Αυτή η μέτρηση, που ελήφθη από μια συστοιχία ανιχνευτών επιφάνειας στη Γιούτα, αντιπροσωπεύει ένα από τα υψηλότερα επίπεδα ενέργειας που έχουν παρατηρηθεί ποτέ για κοσμικές ακτίνες. Για το πλαίσιο, αυτό το παρατηρούμενο επίπεδο ενέργειας είναι περίπου ένα εκατομμύριο φορές υψηλότερο από αυτό που μπορούν να παράγουν οι πιο ισχυροί ανθρωπογενείς επιταχυντές σωματιδίων, σύμφωνα με τους ερευνητές.

Το έργο Telescope Array είναι μια κοινή προσπάθεια στην οποία συμμετέχουν πανεπιστήμια και ιδρύματα από τις Ηνωμένες Πολιτείες, την Ιαπωνία, την Κορέα, τη Ρωσία και το Βέλγιο και σκοπός του είναι να παρακολουθεί τις «βροχές αέρα» που προκαλούνται από κοσμικές ακτίνες εξαιρετικά υψηλής ενέργειας. Χωρίς γυμνό μάτι, ο πλανήτης μας βομβαρδίζεται συνεχώς με αυτές τις κοσμικές ακτίνες, που προέρχονται τόσο από τοπικές πηγές εντός του γαλαξία μας όσο και από μακρινές εξωγαλαξιακές περιοχές. Για να είμαστε σαφείς, αυτές οι διαστημικές ακτίνες δεν είναι τίποτα ανησυχητικό. Η ατμόσφαιρα και το μαγνητικό πεδίο της Γης προσφέρουν αποτελεσματική προστασία από τις κοσμικές ακτίνες, μειώνοντας σημαντικά τις δυνατότητές τους να βλάψουν τους ανθρώπους και άλλες μορφές ζωής.

ο


Συστοιχία τηλεσκοπίων στη Γιούτα


ανιχνεύει εξαιρετικά σπάνιες, υψηλής ενέργειας κοσμικές ακτίνες χρησιμοποιώντας ένα δίκτυο 507 σταθμών ανίχνευσης που εκτείνονται σε 270 τετραγωνικά μίλια (700 τετραγωνικά χιλιόμετρα). Αυτοί οι σταθμοί συλλαμβάνουν δευτερεύοντα σωματίδια που σχηματίζονται όταν οι κοσμικές ακτίνες χτυπούν την ατμόσφαιρα, δημιουργώντας εκτεταμένες βροχές αέρα (EAS). Το σύστημα περιλαμβάνει πλαστικούς σπινθηριστές που λάμπουν όταν περνούν φορτισμένα σωματίδια και ανιχνευτές φθορισμού για τη μέτρηση της ενέργειας του EAS. Τα δεδομένα από τους σταθμούς, που αναλύονται με χρήση χρονισμού και προσομοιώσεων GPS, βοηθούν στον προσδιορισμό της ενέργειας, της μάζας και της κατεύθυνσης άφιξης της κοσμικής ακτίνας, παρά τη σπάνια εμφάνισή τους.

Πράγματι, τα UHECR όπως αυτό που περιγράφεται στη νέα μελέτη είναι απίστευτα σπάνια και πιστεύεται ότι προέρχονται από τις πιο ενεργητικές διεργασίες στο σύμπαν, όπως οι

μαύρες τρύπες

και οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα. Λόγω της σπάνιας άφιξής τους – λιγότερο από μία φορά ανά αιώνα ανά τετραγωνικό χιλιόμετρο – αυτές οι κοσμικές ακτίνες απαιτούν μεγάλους ανιχνευτές για παρατήρηση. Το γεγονός του Μαΐου 2021 είναι επομένως μια μεγάλη υπόθεση για την έρευνα των κοσμικών ακτίνων.

Η πηγή αυτής της εξωγαλαξιακής κοσμικής ακτίνας, που εντοπίστηκε στις 27 Μαΐου 2021, παραμένει ένα αίνιγμα, καθώς η εισερχόμενη κατεύθυνσή της δεν ευθυγραμμίζεται με κανένα γνωστό αστρονομικό αντικείμενο. Το μονοπάτι άφιξης της κοσμικής ακτίνας, που βρίσκεται κοντά στο δίσκο του Γαλαξία, υποδηλώνει ότι πιθανότατα παρουσίασε μόνο μικρές αποκλίσεις όταν φερμουάρει μέσα από μαγνητικά πεδία (τα οποία είναι πανταχού παρόντα σε όλο τον γαλαξία, είτε είναι μαγνητικά πεδία μεγάλης κλίμακας είτε τοπικά μαγνητικά πεδία που δημιουργούνται από αστέρια. υπολείμματα σουπερνόβα και άλλα ουράνια αντικείμενα). Αυτό σημαίνει ότι η κοσμική ακτίνα πιθανότατα ταξίδεψε σχεδόν κατευθείαν από όπου προήλθε, λένε οι ερευνητές.

Τούτου λεχθέντος, η κατεύθυνση της πηγής του δεν συσχετίζεται με γνωστούς γαλαξίες ή αστρονομικά αντικείμενα που συνήθως σχετίζονται με UHECR. Αντίθετα, φαίνεται ότι προήλθε από ένα κενό στη δομή του σύμπαντος – μια άδεια περιοχή με πολύ λίγους γαλαξίες. Για εσάς τους σπασίκλες της αστρονομίας εκεί έξω, είναι συγκεκριμένα το Τοπικό Κενό, ένα κενό κενό μεταξύ της Τοπικής Ομάδας γαλαξιών και των κοντινών νηματίων Δομής Μεγάλης Κλίμακας. Πολύ λίγοι γαλαξίες έχουν καταγραφεί μέσα σε αυτό το κενό, κανένας από τους οποίους δεν κρίθηκε ικανός από τους ερευνητές να εκκρίνει μια τόσο ισχυρή κοσμική ακτίνα.

Σχετικό άρθρο:

Το Hubble τραβάει μια υπέροχη φωτογραφία του πιο μοναχικού γαλαξία του σύμπαντος

Σύμφωνα με την εφημερίδα, η απροσδόκητη εισερχόμενη τροχιά της κοσμικής ακτίνας θα μπορούσε να είναι το αποτέλεσμα της σημαντικής ανακατεύθυνσής της από μαγνητικά πεδία πιο κοντά μας ή μπορεί να προήλθε από ένα αστρονομικό αντικείμενο που δεν έχει ανακαλυφθεί ακόμη κοντά στις παρυφές του γαλαξία μας. Εναλλακτικά, αυτή η ανωμαλία θα μπορούσε να αποκαλύψει κενά στην τρέχουσα κατανόησή μας για τη φυσική που διέπει τέτοια σωματίδια υψηλής ενέργειας, εικάζουν οι αστρονόμοι.

Για περαιτέρω διερεύνηση, οι ερευνητές συνέκριναν το συμβάν με άλλα παρατηρούμενα UHECR πάνω από 100 εξ-ηλεκτρονιοβολτ ή EeV, και βρήκαν μια ισοτροπική κατανομή, που σημαίνει ότι αυτές οι κοσμικές ακτίνες φαίνεται να προέρχονται από όλες τις κατευθύνσεις στο διάστημα ομοιόμορφα, χωρίς ομαδοποίηση. Αυτό το ισότροπο μοτίβο προσθέτει ένα άλλο επίπεδο πολυπλοκότητας στον εντοπισμό της προέλευσής τους.

Ιστορικά, έχουν ανιχνευθεί και άλλες κοσμικές ακτίνες υψηλής ενέργειας, όπως ένα σωματίδιο 320-EeV το 1991, ένα σωματίδιο 213-EeV το 1993 και ένα σωματίδιο 280-EeV το 2001, όλα στο βόρειο ημισφαίριο. Το Νότιο Ημισφαίριο δεν έχει καταγράψει γεγονότα πάνω από 166 EeV. Αυτές οι συγκρίσεις είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση της κατανομής και της προέλευσης τέτοιων γεγονότων υψηλής ενέργειας, οπότε ελπίζουμε ότι οι μελλοντικές παρατηρήσεις θα παράσχουν περαιτέρω πληροφορίες και ενδεχομένως θα αποκαλύψουν νέα πρότυπα ή πηγές.

Ενώ αυτή η ανίχνευση είναι σημαντική για την έρευνα των κοσμικών ακτίνων, εγείρει περισσότερα ερωτήματα παρά απαντήσεις σχετικά με την προέλευση και τους μηχανισμούς αυτών των σωματιδίων υψηλής ενέργειας. Τα ευρήματα από το πείραμα Telescope Array προσφέρουν μια νέα προοπτική για τα μυστήρια του σύμπαντος, ωστόσο υπογραμμίζουν επίσης την απεραντοσύνη των αγνώστων μας στην αστροφυσική.

Περισσότερο

:

Η κοσμική

ακτινοβολία

υψηλότερης ενέργειας προέρχεται από μια μυστηριώδη πηγή πέρα ​​από τον γαλαξία μας