Ученые выяснили новые подробности о происхождении космического луча Аматэрасу
Астрономы изучают Вселенную с помощью космических лучей. Эти элементарные частицы — протоны и ядра атомов, которые лишились своих электронов. Они летят сквозь космос почти со скоростью света. Когда лучи достигают Земли, магнитное поле планеты отражает большую часть из них, но некоторые пробивают атмосферу и падают на поверхность. Астрономы отслеживают путь этих частиц, чтобы понять, какие силы формируют Солнечную систему и Млечный Путь.
В мае 2021 года установка Telescope Array Project в штате Юта зарегистрировала частицу с энергией более 240 эксаэлектронвольт. Ученые назвали ее Аматэрасу в честь японской богини солнца. Она стала второй по энергии астрочастицей за всю историю наблюдений. Ее заряд в 40 миллионов раз превышает энергию частиц, которые физики сталкивают в Большом адронном коллайдере.
Подобные лучи появляются редко и формируются в экстремальных космических условиях. Изначально астрономы не знали состав луча: был ли это одиночный протон, легкое атомное ядро или тяжелое ядро железа. Траектория указала на Местный Войд. Это пустая область космоса по соседству с нашей галактической провинцией — Местной группой.
Такой маршрут запутал ученых, так как в войде нет объектов, которые способны разогнать материю до подобных скоростей. Исследователям в целом трудно вычислять начальную энергию космических лучей и искать их источники с помощью статистических моделей.
Франческа Капель, руководитель группы «Астрофизические посланники» в Институте физики Макса Планка, и ее коллега Надин Бурриш предложили решение. Они объединили физические симуляции с реальными наблюдениями и применили современный статистический метод — приближенное байесовское вычисление. Исследователи построили трехмерные карты, которые показывают, как космические лучи перемещаются и взаимодействуют с магнитными полями внутри Млечного Пути.
Анализ показал, что Аматэрасу не обязательно прилетела из пустого Местного Войда. Частица могла сформироваться в более близких регионах. Бурриш отмечает, что источником скорее выступает соседняя галактика, где активно формируются звезды, — например, Галактика Сигара, или M82, которая находится в 12 миллионах световых лет от Земли.
Ранее в МИФИ создали детектор для исследования космических лучей с рекордной энергией.
Самое популярное
