Загадочные электроны космических лучей намекают на неожиданный источник

Загадочные электроны космических лучей намекают на неожиданный источник

Самые энергичные из когда-либо обнаруженных электронов космических лучей дают нам важные подсказки относительно происхождения этих загадочных частиц. Новое исследование было опубликовано в журнале Physical Review Letters.

 

С 2015 года более 7 миллионов частиц попали в CALorimetric Electron Telescope (CALET), прикрепленный к прочной широкой задней части Международной космической станции.

 

Эта большая коллекция дала ученым надежный набор данных, который, по их словам, указывает по крайней мере на один близлежащий источник электронов космических лучей – а, возможно, и на больше.

 

«Самое захватывающее — это видеть вещи при самых высоких энергиях», — говорит астрофизик Николас Каннади из Университета Мэриленда. «У нас есть несколько кандидатов с энергией выше 10 тераэлектронвольт – и, если подтвердится, что это настоящие электронные события, это действительно будет явным доказательством наличия близлежащего источника».

 

Мы знали об энергичных космических лучах с тех пор, как признаки их присутствия были впервые обнаружены более века назад, и все это время их источник по большей части оставался загадкой.

 

Это крошечные частицы – в основном атомные ядра, но также и субъядерные частицы, такие как протоны и электроны – летящие через Вселенную со скоростью, близкой к скорости света, с большей силой, чем должны иметь эти маленькие вещи.

 

Однако, как и большинство энергетических объектов во Вселенной, ученые полагают, что они происходят из энергетических источников. Наиболее вероятным объяснением на данный момент являются остатки сверхновых, которые ускоряют частицы и отправляют их в космос, но есть и другие возможные источники.

 

Одним из них является теоретическая аннигиляция темной материи, поэтому физики стремятся изучить ее и понять ее происхождение. Но обнаружить их немного сложнее. Здесь, на Земле, космические лучи сталкиваются с атомами и молекулами в атмосфере и образуют ливни частиц; мы обнаруживаем именно дождь, а не сами космические лучи.

 

Некоторые детекторы электронов высоких энергий также страдают от помех, создаваемых быстро летящими протонами, которые искажают результаты. Но космический эксперимент CALET позволяет напрямую обнаруживать космические лучи вплоть до высоких энергий.

 

Предыдущие работы позволили обнаружить космические лучи с энергией до 4,8 тераэлектронвольт. Эта работа показала, что по мере увеличения уровня энергии количество космических лучей падает.

 

Используя огромный массив данных CALET и новые процессы для отсеивания ошибок, вызванных мешающими протонами, команда смогла обнаружить электронные космические лучи с энергией до 7,5 тераэлектронвольт, что значительно увеличило диапазон данных.

 

И, что интересно, они обнаружили, что при более высоких энергиях падение падения космических лучей не происходит. Во всяком случае, похоже, что верно обратное: при самых высоких энергиях количество космических лучей увеличивается.

 

Мы до сих пор не знаем, откуда они приходят, но, поскольку космические лучи теряют энергию по мере прохождения через космос, высокие энергии предполагают, что они должны исходить относительно близко к нам.

 

Фактически, поблизости есть остатки сверхновых, расположение и близость которых согласуются с обнаружением некоторых из космических лучей самой высокой энергии, обнаруженных в наборе данных. Команда надеется, что дальнейшее наблюдение прояснит причину.

 

«Эти наблюдения CALET открывают заманчивую возможность того, что материя из конкретного близлежащего остатка сверхновой может быть измерена на Земле», — говорит физик Т. Грегори Гузик из Университета штата Луизиана. «Продолжение измерений CALET на протяжении всей жизни Международной космической станции поможет пролить новый свет на происхождение и транспорт релятивистской материи в нашей галактике».

 
 

 

 

 

Комментарии 0

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован.