Kosmiczny pocisk o rekordowej energii. Naukowcy wskazują możliwe źródło
W 2021 roku w ziemską atmosferę uderzyła cząstka promieniowania kosmicznego o drugiej najwyższej energii, jaką kiedykolwiek zarejestrowano. Naukowcy podejrzewają obecnie, że jej źródłem mogła być pobliska galaktyka M82, znana z intensywnego formowania gwiazd.
Tajemnicza cząstka, nazwana Amaterasu, niosła energię przekraczającą 100 eksaelektronowoltów, czyli około 40 milionów razy większą niż energie osiągane w Wielkim Zderzaczu Hadronów. Jej przylot został zarejestrowany dzięki detektorom w stanie Utah, które wykryły kaskadę cząstek wtórnych powstałych po zderzeniu z atmosferą. Do dziś nie wiadomo, czy była to pojedyncza cząstka elementarna, czy ciężkie jądro atomowe.
Początkowo kierunek jej przylotu wskazywał na Lokalną Pustkę, obszar kosmosu pozbawiony obiektów zdolnych do wytwarzania tak ekstremalnych energii. To rodziło poważny problem interpretacyjny. Zespół Franceski Capel i Nadine Bourriche z Instytutu Fizyki im. Maxa Plancka pokazał jednak, że to wrażenie może być mylące.
Badaczki zastosowały innowacyjne podejście oparte na trójwymiarowych symulacjach ruchu promieni kosmicznych w polach magnetycznych oraz zaawansowanych metodach statystycznych. Dzięki temu odtworzyły najbardziej prawdopodobne trajektorie cząstki i stworzyły mapy potencjalnych źródeł. Analiza wskazuje, że Amaterasu mogła pochodzić z galaktyki M82, oddalonej od Ziemi o zaledwie kilkanaście milionów lat świetlnych.
Nowa metoda nie tylko rzuca światło na pochodzenie jednej wyjątkowej cząstki, lecz także otwiera drogę do skuteczniejszego badania innych promieni kosmicznych o ultra wysokich energiach. Jak podkreślają autorzy, takie analizy pomagają zrozumieć, w jakich kosmicznych środowiskach materia może być przyspieszana do granic znanych praw fizyki.
Źródło: Max Planck Institute
Czytaj też: Gigantyczne galaktyki rosły błyskawicznie już we wczesnym Wszechświecie
Grafika tytułowa: Daniel Roberts / Pixabay
