Вченим вдалося зробити прорив у розумінні походження однієї з найпотужніших частинок, що коли-небудь зареєстровані: частки «Аматерасу». Названа на честь японської богині сонця, ця частка космічного випромінювання несе в собі приголомшливі 40 мільйонів разів більше енергії, ніж частинки, що виробляються у найбільшому прискорювачі світу, Великому адронному колайдері (БАК). Це відкриття проливає світло на екстремальні події, що розганяють матерію до неймовірних швидкостей, і може допомогти точно визначити найжорстокіші регіони Всесвіту.
Головоломка Надвисокоенергетичних Космічних Променів
Космічні промені – це високоенергетичні заряджені частинки, які постійно бомбардують Землю з космосу. Частка «Аматерасу», виявлена у 2021 році, посідає друге місце з енергетики серед усіх коли-небудь зареєстрованих — поступаючись лише легендарній частинці «О, мій Бог!», виявленій у 1991 році. Такі екстремальні енергетичні рівні зустрічаються вкрай рідко, що спонукало вчених вивчити їхні джерела: в основному, залишки вибухів наднових та хаотичну обстановку навколо надмасивних чорних дірок у центрах галактик.
Головоломка посилилася, оскільки «Аматерасу», мабуть, виникла з «Місцевої пустоти» — величезного, майже порожнього регіону космосу. Ця порожнеча позбавлена щільних, бурхливих умов, зазвичай пов’язаних із прискоренням частинок до високих енергій, що робить її походження ще загадковішим.
Новий Аналіз Вказує За Межі Пустоти
Дослідники Франческа Капель та Надін Бурріше з Інституту фізики ім. Макса Планка оскаржили це припущення. Використовуючи новий, заснований на даних підхід, вони виявили докази того, що «Аматерасу», ймовірно, виникла не з Місцевої Порожнечі, а з зіркової галактики, що знаходиться поблизу. Зокрема, їх аналіз передбачає високу ймовірність того, що частка була запущена з M82 — відносно близької галактики, що активно формується.
Метод команди об’єднав реалістичне фізичне моделювання зі спостережними даними, використовуючи статистичний метод, званий апроксимативним байесівським обчисленням у трьох вимірах. Ця техніка порівнювала прогнозовані траєкторії високоенергетичних космічних променів з огляду на вплив магнітних полів з фактичними спостереженнями, щоб визначити найбільш ймовірні місця походження.
Наслідки для розуміння екстремальних космічних подій
Наслідки виходять за межі розгадки таємниці «Аматерасу». Визначаючи потенційні «фабрики» космічного проміння, вчені можуть краще зрозуміти, як Всесвіт розганяє матерію до таких екстремальних енергій. Ці знання також можуть дати уявлення про поведінку матерії в умовах, які значно перевершують усе, чого можна досягти в лабораторіях.
«Вивчення надвисокоенергетичних космічних променів допомагає нам краще зрозуміти, як Всесвіт може прискорювати матерію до таких енергій, а також виявляти середовища, в яких ми можемо вивчати поведінку матерії за таких екстремальних умов», — сказала Капель.
Дослідницька група тепер зосереджена на вдосконаленні своїх статистичних методів аналізу, щоб максимально використати можливості існуючих даних, прагнучи ще глибшого розуміння сил, що формують найенергійніші частки Всесвіту. Ця робота допоможе розкрити секрети найжорстокіших середовищ космосу.
