Ученым удалось совершить прорыв в понимании происхождения одной из самых мощных частиц, когда-либо зарегистрированных: частицы «Аматэрасу». Названная в честь японской богини солнца, эта частица космического излучения несет в себе ошеломляющие 40 миллионов раз больше энергии, чем частицы, производимые в крупнейшем ускорителе мира, Большом адронном коллайдере (БАК). Это открытие проливает свет на экстремальные события, разгоняющие материю до невообразимых скоростей, и может помочь точно определить самые жестокие регионы Вселенной.
Головоломка Сверхвысокоэнергетических Космических Лучей
Космические лучи — это высокоэнергетические заряженные частицы, постоянно бомбардирующие Землю из космоса. Частица «Аматэрасу», обнаруженная в 2021 году, занимает второе место по энергетике среди всех когда-либо зарегистрированных — уступая лишь легендарной частице «О, мой Бог!», обнаруженной в 1991 году. Такие экстремальные энергетические уровни встречаются крайне редко, что побудило ученых изучить их источники: в основном, остатки взрывов сверхновых и хаотичную обстановку вокруг сверхмассивных черных дыр в центрах галактик.
Головоломка усугубилась, поскольку «Аматэрасу», по-видимому, возникла из «Местной Пустоты» — огромного, почти пустого региона космоса. Эта пустота лишена плотных, бурных условий, обычно связанных с ускорением частиц до высоких энергий, что делает ее происхождение еще более загадочным.
Новый Анализ Указывает За Пределы Пустоты
Исследователи Франческа Капель и Надин Буррише из Института физики им. Макса Планка оспорили это предположение. Используя новый, основанный на данных подход, они обнаружили доказательства того, что «Аматэрасу», вероятно, возникла не из Местной Пустоты, а из находящейся поблизости звездной галактики. В частности, их анализ предполагает высокую вероятность того, что частица была запущена из M82 — относительно близкой и активно формирующейся галактики.
Метод команды объединил реалистичное физическое моделирование с наблюдательными данными, используя статистический метод, называемый аппроксимативным байесовским вычислением в трех измерениях. Эта техника сравнивала прогнозируемые траектории высокоэнергетических космических лучей, учитывая влияние магнитных полей, с фактическими наблюдениями, чтобы определить наиболее вероятные места происхождения.
Последствия для Понимания Экстремальных Космических Событий
Последствия выходят за рамки разгадки тайны «Аматэрасу». Определяя потенциальные «фабрики» космических лучей, ученые могут лучше понять, как Вселенная разгоняет материю до таких экстремальных энергий. Эти знания также могут дать представление о поведении материи в условиях, значительно превосходящих все, чего можно достичь в лабораториях.
«Изучение сверхвысокоэнергетических космических лучей помогает нам лучше понять, как Вселенная может ускорять материю до таких энергий, а также выявлять среды, в которых мы можем изучать поведение материи в таких экстремальных условиях», — сказала Капель.
Исследовательская группа теперь сосредоточена на совершенствовании своих статистических методов анализа, чтобы максимально использовать возможности существующих данных, стремясь к еще более глубокому пониманию сил, формирующих самые энергичные частицы Вселенной. Эта работа поможет раскрыть секреты самых жестоких сред космоса.
