Настоящая загадка: первая зарегистрированная за 30 лет частица сверхвысоких энергий прибыла из ниоткуда

Исследователи обнаружили самую высокоэнергетическую частицу космических лучей, которая когда-либо достигала Земли. Она оказалась настолько уникальной, что даже получила собственное имя — «Частица Аматэрасу». По количеству энергии она уступает лишь легендарной частице Oh-My-God, обнаруженной более 30 лет назад. Ее происхождение загадочной частицы пока не выяснено: в той части неба, откуда она прибыла, вообще ничего нет.

Telescope Array
Иллюстрация космического луча, зарегистрированного  массивом Telescope Array, в воображении художника. Авторство: Osaka Metropolitan University L-INSIGHT, Kyoto University

Космические лучи — это высокоэнергетические частицы, возникающие в космосе (например на Солнце). Обнаруженную частицу должен был произвести источник, по мощности превосходящий все известное в нашей Галактике или за ее пределами. Частица Аматэрасу имела энергию 2,4×10²⁰ эВ, что в миллионы раз превышает энергию частиц, генерируемых в Большом адронном коллайдере.

Художественное изображение астрономии сверхвысокоэнергетических космических лучей
Художественное изображение сверхвысокоэнергетических космических лучей. Авторство: Киотский университет

Открытие Частицы Аматерасу произошло в мае 2021 года с помощью массива Telescope Array, расположенного вблизи Солт-Лейк-Сити в штате Юта. 500 наземных детекторов предназначены для обнаружения событий, связанных с космическими лучами. С 2007 года там было зарегистрировано более 30 высокоэнергетических космических лучей.

Карта массива Telescope Array
Карта массива Telescope Array

«Частицы имеют настолько высокую энергию, что на них не влияют галактические и внегалактические магнитные поля. Мы не можем найти ничего достаточно высокоэнергетического, что могло бы породить как Частицу Аматэрасу, так и легендарную Oh-My-God. В этом и заключается загадка астрофизики: что, черт возьми, происходит?» — сказал один из исследователей Джон Мэтьюз из Университета штата Юта.

Самое интересное то, что частицы столь высоких энергий не может породить даже взрыв сверхновой. Эта частица, похоже, прибыла из пустой области пространства на краю Млечного Пути, известной как «Локальная пустота».

Telescope Array Collaboration
Направление на источник Частицы Аматэрасу (черный круг), обнаруженной 27 мая 2021 года. Более тонкими кругами обозначены направления, с которых пришли другие частицы космических лучей высоких энергий. Иллюстрация: Telescope Array Collaboration et al., Science, 2023

«Это могут быть дефекты в структуре пространства-времени, столкновения космических струн. Возможно, я просто всказываю безумные идеи, но пока рабочего объяснения нет. Это настоящая загадка», — заметил Джон Мэтьюз.

Ранее мы сообщали о том, как в опасных космических лучах увидели пользу в исследовании темной материи.

По материалам gizmodo.com

Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!

Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine