Загадочная частица со сверхвысокой энергией поставила астрофизиков в тупик

27 мая 2021 года эксперимент Telescope Array (англ. «массив телескопов») обнаружил второе по величине за всю историю наблюдений космическое излучение с экстремальной энергией. Энергия одной единственной субатомной частицы — 2,4 ∙ 10²⁰ эВ эквивалентна падению кирпича на палец ноги с высоты талии. 

В 1991 году исследователи из Университета Юты обнаружили космические лучи с самой высокой энергией за всю историю наблюдений. Энергия частицы «Oh-My-God» (англ. «О, боже») — 3,2 ∙ 10²⁰ эВ — поставила астрофизиков в тупик. В нашей Галактике исследователи не нашли потенциального источника для такого излучения, а для лучей из других галактик у частиц была слишком высокая энергия.

Telescope Array объединяет 507 станций наблюдения за космическим излучением, которые расположены на площади более 700 км² в пустыне в штате Юта в США. Событие 27 мая 2021 года вызвало срабатывание 23 детекторов в северо-западной части массива. Это указывало на то, что частицы с экстремальной энергией прибыли из Местной Пустоты — пустой области космоса, граничащей с Млечным Путем. 

Как и с частицей «Oh-My-God», для этой новой частицы, которую исследователи назвали Аматэрасу в честь японской богини Солнца, нет ни одного потенциального источника с достаточной энергией.

У этих частицы настолько высокая энергия, что на них не должны влиять галактические и внегалактические магнитные поля. Должна быть возможность указать их источник на небе. Но в случае с «Oh-My-God» и этой новой частицей вы прослеживаете траекторию движения до источника, но там нет ничего с достаточной энергией, чтобы ее создать.

Джон Мэтьюз, соавтор исследования

Космические лучи — это отголоски экстремальных событий в космосе, которые заставляют частицы двигаться сквозь Вселенную почти со скоростью света. У сверхвысокоэнергетического излучения энергия частицы превышает 5 ∙ 10¹⁹ эВ. Такие частицы теоретически могут выбрасывать активные ядра галактик или черные дыры с аккреционными дисками. Но энергия двух частиц с самой высокой энергией превосходит максимальное возможное значение, рассчитанное для подобных источников.

Исследователи работают над расширением Telescope Array, чтобы установить новые детекторы, которые будут измерять потоки частиц, индуцированные космическими лучами, на площади 2 900 км². Они надеются, что больший охват позволит зафиксировать больше подобных событий, которые прольют свет на то, что происходит.

Читать далее:

Найдена монета в древнеримском театре: она сильно впечатлила ученых

ИИ разработал суперконденсатор, который хранит рекордное количество энергии

Посмотрите на «сердце» Млечного Пути на снимках телескопа «Джеймс Уэбб»

_{На обложке: художественная иллюстрация обнаружения загадочной частицы с экстремальной энергией. Изображение: Osaka Metropolitan University, L-INSIGHT, Kyoto University, Ryuunosuke Takeshige}