Китайски учени откриха космически лъчи с ултрависока енергия

Китайски астрономи засякоха най-мощните космически лъчи до момента. Сега те се опитват да открият техния първоизточник, като потенциалните кандидати са 12.

Нашата планета е постоянно бомбардирана от космически лъчи – поток от елементарни частици и ядра на атоми на химически елементи, които навлизат в земната атмосфера от космическото пространство почти със скоростта на светлината. Те са ускорени до голяма степен благодарение на астрономически феномени като свръхнови и черни дупки. Вместо да ги засичаме директно, ние обикновено наблюдаваме ефектите, които те оказват върху нашата атмосфера – на практика космическите лъчи предизвикват „въздушни душове“ от частици, които карат азота да флуоресцира или стимулират т.нар. Ефект на Черенков.

Космическите лъчи вероятно оказват сериозно влияние върху Земята – например предизвикват светкавиците. Те също така представляват безценен инструмент, който ни позволява да проучваме по-подробно някои от най-екстремните условия във Вселената на местата, където се зараждат. Това обаче определено не е простичък процес. Тъй като космическите лъчи носят със себе си електрически заряд, траекторията, по която се движат, се изкривява от магнитните полета. Т.е. ние много трудно можем да проследим мястото, от което идват.

Обсерваторията на висока надморска височина за наблюдения на космическите лъчи (LHAASO) на Китай, която в момента се изгражда в Даочън, провинция Съчуан, се намира на височина от 4410 метра. Въпреки че все още не е напълно завършена, тя вече се използва за идентифицирането на гама-лъчи измежду 530 лъчи с енергия над 0,1 пета-електрон волта (PeV). 1 PeV се равнява на 1 млн. млрд. електронволта (eV). Ултрависокоенергийните гама лъчи са в обхвата 0,1 – 1 PeV. По-старите обсерватории са засичали толкова мощни лъчи, но тези, уловени от LHAASO, включват някои, които са със значително по-висок магнитуд. Един от тези лъчи (с рекордните 1,4 PeV) е впечатлил до такава степен изследователите, че според China Daily те са поставили цели шест възклицателни след него, за да „проверят допълнително неговата автентичност“.

За сравнение – максималната енергия, произведена въобще (умишлено) от Големия адронен ускорител, е 0,013 PeV.

Научен труд, изготвен от близо 300 души и публикуван в Nature, описва подробно тези лъчи и се опитва да идентифицира техните първоизточници. Макар и да не можем да разпознаем максимално точно мястото, на което се е зародил даден лъч, ние можем да сведем района на появата му до площ с размера на Луната. За лъчите, зародили се в центъра на галактиката, това не ни казва особено много. Този район е пълен с толкова много ускорители, че е невъзможно да определим кой точно е основният виновник. В други части от галактиката обаче можем да сведем първоизточника до един или два обекта.

„Тези открития преобръщат традиционните ни представи за Млечния път и дават старт на ерата на ултрависокоенергийната астрономия. Те ще ни подтикнат да преосмислим механизма чрез който се генерират и разпространяват високоенергийните частици в Млечния път“, каза главният учен на обсерваторията Цао Джън, добавяйки, че чрез ултрависокоенергийната гама астрономия мистерията за произхода на космическите лъчи вероятно много скоро ще бъде разгадана.

Преди два месеца учени от NASA публикуваха научен труд, според който високоенергийните лъчи, които сме засекли до момента, не са се появили в резултат от останки от свръхнова (както смятахме досега), а от звездни купове. Новият научен труд подкрепя това твърдение. Лъчите с най-висока енергия идват от съзвездие Лебед и по-специално – от звездния куп Cygnus Cocoon (една люпилня на звезди, разположена на 4600 светлинни години от нас). Лъчи с до 0,43 PeV обаче вероятно са се зародили в Ракообразната мъглявина – скорошна останка от свръхнова, в чието ядро има пулсар.

Източник: Обекти