Razkrivanje skrivnosti ultra visokoenergijskih kozmičnih žarkov
Vesoljski znanstveniki so odkrili prelomno odkritje: izjemno visokoenergijski delec kozmičnih žarkov, ki prihaja iz območja onkraj galaksije. Odkritje, objavljeno v reviji Science, poudarja izjemno energijo delca, ki je primerljiva z občutkom, kot da bi vam z višine bokov na prst padla opeka. Ta raven energije je enakovredna delcu “Oh-My-God”, najbolj energičnemu kozmičnemu žarku, ki je bil zabeležen leta 1991.
Kozmični žarki, nabiti delci, ki nenehno bombardirajo Zemljo, imajo različno energijo. Nizkoenergijski žarki pogosto prihajajo s Sonca, izjemno visokoenergijski pa naj bi prihajali iz oddaljenih galaksij ali drugih zunajgalaktičnih virov. Po besedah Johna Matthewsa, profesorja na Univerzi v Utahu in soavtorja študije, so nizkoenergijski kozmični žarki pogosti, saj vsako sekundo preletijo vašo roko. Srečanje z visokoenergijskimi kozmičnimi žarki pa je izjemno redko, po ocenah enkrat na kvadratni kilometer na stoletje.
Kljub obsežnim raziskavam ostajajo natančni viri teh visokoenergijskih delcev skrivnost. Povezani naj bi bili z najbolj dinamičnimi dogodki v vesolju, vključno s črnimi luknjami, izbruhi žarkov gama in aktivnimi galaktičnimi jedri. Zanimivo je, da najmočnejši do zdaj odkriti kozmični žarki prihajajo iz praznin v vesolju, območij brez tako silovitih nebesnih dogodkov.
Delce Amaterasu, poimenovane po japonski boginji sonca, je odkril teleskopski niz v zahodni puščavi Utaha. Ta observatorij za opazovanje kozmičnih žarkov, ki je začel delovati leta 2008, sestavlja 507 površinskih detektorjev, razporejenih na 700 kvadratnih kilometrih. Med več kot 30 ultra visokoenergijskimi kozmičnimi žarki, ki jih je opazil, je delec Amaterasu najbolj energičen in je 27. maja 2021 zadel ozračje Utaha. Ustvaril je sekundarne delce, ki so jih ujeli detektorji observatorija.
Amaterasujev delec in iskanje visokoenergijskih virov
Kot pojasnjuje Matthews, sodelavec Telescope Array Collaboration, število delcev, ki so zadeli vsak detektor, kaže na energijo primarnega kozmičnega žarka. Dogodek Amaterasu je aktiviral 23 detektorjev, delec pa je imel energijo približno 244 eksa elektronvoltov. To je veliko v primerjavi s 320 eksa-elektronvolti prej odkritega delca “O moj Bog”. Za primerjavo: 1 eksa elektronvolt je enak 1 milijardi gigaelektronvoltov.
Glennys Farrar, profesor fizike na Univerzi v New Yorku, ugotavlja, da imajo ti kozmični žarki milijonkrat več energije kot delci, ki jih pospešujejo naprave, ki jih je izdelal človek, kot je veliki hadronski trkalnik. Domneva, da je za njihov nastanek potrebno izjemno visoko magnetno polje, podobno naravnemu super pospeševalniku delcev. Kljub svoji moči ti kozmični žarki zaradi zaščitne narave Zemljinega ozračja na srečo predstavljajo minimalno škodo za ljudi. Največje tveganje predstavljajo za astronavte, saj lahko poškodujejo DNK in spremenijo delovanje celic.
Vir teh visokoenergijskih delcev ostaja skrivnost. Matthews ugotavlja, da trajektorije dveh najbolj energijskih kozmičnih žarkov, vključno z delcem Amaterasu, ne kažejo na noben znan visokoenergijski vir. Zanimivo je, da se zdi, da delec Amaterasu prihaja iz lokalne praznine, praznega prostora v bližini Mlečne ceste, kar je izziv za razumevanje znanstvenikov.
Te skrivnosti bi lahko razjasnila prihodnja razširitev teleskopskega polja. Z dodajanjem 500 novih detektorjev bo teleskop lahko pokrival skoraj 2900 kvadratnih kilometrov, kar je približno velikost Rhode Islanda, s čimer se bo močno izboljšala njegova sposobnost sledenja dežjem delcev, ki jih povzročajo kozmični žarki.