شناسایی قوی‌ترین پرتو‌های کیهانی واردشده به جو زمین

دانشمندان پرانرژی ترین پرتوهای کیهانی را شناسایی کرده اند که تاکنون به جو زمین برخورد کرده است. منبع این پرتوها هنوز کاملاً مشخص نیست، اما باید نزدیک به زمین باشد. به عبارت دیگر، از آنجایی که پرتوها با حرکت در فضا انرژی خود را از دست می دهند، تشخیص چنین پرتوهای پرانرژی به این معنی است که به احتمال زیاد از منابع نسبتاً نزدیک به زمین می آیند.

به گفته دیجیاتو، پرتوهای کیهانی کشف شده متشکل از الکترون ها و پادماده آنها، پوزیترون ها هستند و انرژی آنها حدود 40 ترال الکترون ولت (TeV) یا 40000 برابر انرژی نور مرئی تخمین زده می شود. این پرتوها که توسط رصدخانه سیستم استریوسکوپی با انرژی بالا (HESS) در نامیبیا شناسایی شده‌اند، در حین حرکت در فضا به دلیل تعامل با نور و میدان‌های مغناطیسی انرژی خود را از دست می‌دهند. به عبارت دیگر، تشخیص پرتوهای این انرژی بالا به این معنی است که منابع آنها باید نسبتاً نزدیک باشند. با این حال، دقیقاً چه چیزی آن را تولید می کند ناشناخته است.

قوی ترین پرتوهای کیهانی وارد جو زمین می شوند

پرتوهای کیهانی ذراتی پرانرژی هستند که در اثر انفجار ستارگان، ابرنواخترها، تپ اخترهای نوترونی و دیگر منابع ناشناخته تولید می شوند، هنگامی که این پرتوها به اتمسفر فوقانی زمین برخورد می کنند، تبدیل به بارانی از ذرات می شوند که می توانند در سطح زمین شناسایی شوند. برای یافتن الکترون های پرتو کیهانی، محققان از رصدخانه HESS، مجموعه ای از پنج تلسکوپ 12 متری در ارتفاعات نامیبیا استفاده کردند.

ما می توانیم نتیجه بگیریم که CRE [الکترون‌های پرتوهای کیهانی] آنها احتمالاً از منابع نزدیک به منظومه شمسی ما، یعنی حداکثر چند هزار سال نوری دورتر سرچشمه می گیرند. [در مقام مقایسه، کهکشان راه‌شیری حدود 100 هزار سال نوری وسعت دارد.]»

همانطور که هواپیمایی که سریعتر از سرعت صوت حرکت می کند، موج صوتی را در اطراف خود ایجاد می کند، ذره ای که با سرعتی بیشتر از نور در محیطی که سرعت نور را کاهش می دهد حرکت می کند، درخشش آبی کم رنگی در اطراف آن ایجاد می کند (به این پدیده تابش چرنکوف می گویند). . دانشمندان با مشاهده این درخشش و استفاده از الگوریتم های پیچیده برای فیلتر کردن نویز، طیف انرژی پرتوهای اخیراً کشف شده را به دست آوردند.

به طور کلی، محققان پرتوهای جدید و پرانرژی را به یکی از سه پدیده اصلی کیهانی در اطراف زمین نسبت می‌دهند: این پرتوها یا از یک ستاره در حال مرگ به نام γ2 Velorum یا از تپ‌اخترهای Vela مانند) یا زمین می‌آیند. اما این احتمال نیز وجود دارد که منبع پرتوها، بقایای یک ابرنواختر باستانی باشد که اکنون ناپدید شده و از دید ناپدید شده است.

نتایج تحقیقات محققان را می توانید در مجله Physical Review Letters مشاهده کنید.