2021’de bilim insanları bir kozmik ışın girme Dünyanın atmosferi bu kadar kinetik enerji hızlı hareket eden bir tenis topu gibi, hepsi tek bir topun içinde atom altı parçacık. “Amaterasu parçacığı” adını aldı Japonca Güneş tanrıçası olayı, varış yönünün bir bölgeye işaret etmesi nedeniyle araştırmacıların kökenini sorgulamasına neden oldu. uzay böyle bir şeyi üretebilecek bilinen hiçbir kaynak yok enerji.
Araştırmacılar Penn Eyaleti şimdi şunu öneriyorum bulmaca hakkındaki varsayımlardan daha çok kaynaklanabilir. parçacık eksik kaynağından ziyade kompozisyon.
Yakın zamanda yapılan bir çalışma içinde Fiziksel İnceleme Mektupları Amaterasu parçacığının diğer son derece enerjik parçacıklarla birlikte olduğunu öne sürüyor kozmik ışınlaraslında atom çekirdeği demirden daha ağır olabilir. Eğer doğruysa bu fikir araştırmacıların bilgi kaynaklarını arama şeklini değiştirebilir. kozmik ışınlar.
Kökeni Bilinmeyen Bir Parçacık
Ultra yüksek enerjili kozmik ışınlar doğadaki en nadir ve en şiddetli olaylardan bazılarıdır. Bu parçacıklar, Büyük Hadron Çarpıştırıcısının üretebileceğinden yaklaşık 10 milyon kat daha fazla olan 100 exa-elektron volttan fazla enerjiyle Dünya atmosferine çarpıyor. Mayıs 2021’de Utah’taki Telescope Array tarafından bulunan ve rapor edilen Amaterasu parçacığı Bilim 2023’te yaklaşık 244 exa-elektron volt enerjiye sahipti. Bu onu şimdiye kadar kaydedilen en enerjik doğa olaylarından biri yapıyor.
Gizem sadece parçacığın enerjisine değil aynı zamanda kökenine de uzanıyordu. Bu kadar güçlü bir parçacık yaratabilecek bilinen bir kaynağın bulunmadığı, Samanyolu’nun yanında neredeyse boş bir alan olan Yerel Boşluk yönünden geldi.
Penn State’in Eberly Bilim Koleji’nde fizik ve astronomi profesörü ve çalışmanın baş araştırmacısı Kohta Murase, “Ultra yüksek enerjili kozmik ışınların kökenleri ve hızlanma mekanizmaları, ilk örneğin bildirilmesinden bu yana 60 yıldan fazla bir süredir bu alandaki en büyük gizemler arasında yer alıyor” dedi.
Ağır Çekirdek Hipotezi
Penn State ekibi, farklı kütlelerdeki parçacıkların galaksiler arası uzayda nasıl hareket ettiğini incelemek için hesaplamalı simülasyonlar yürüttü. Ultra ağır çekirdekler olarak bilinen demirden daha ağır atom çekirdeklerinin, derin uzayın radyasyon alanlarında hareket ederken protonlardan veya daha hafif çekirdeklerden çok daha yavaş enerji kaybettiklerini buldular.
Kozmik ışınlar üzerine yapılan çoğu araştırma, en aşırı olayların en basit ve en hafif atom çekirdeği olan protonları içerdiğini varsaymaktadır. Ultra ağır çekirdekler, yolculukları sırasında enerjiyi çok daha yavaş kaybederler ve bu da onların, benzer mesafelerde seyahat eden daha hafif parçacıklardan çok daha fazla enerji taşıyarak Dünya’ya ulaşmalarına olanak tanır. Bu da onları, Amaterasu parçacığı dahil, gördüğümüz en güçlü kozmik ışın olayları için güçlü adaylar haline getiriyor.
Murase, “Burada, Dünya’da Amaterasu parçacığı gibi bireysel kozmik ışın parçacıklarını tespit ettiğimizde, bunların enerjilerini, varış yönlerini ve beklenen manyetik sapmalarını, olası kozmik kaynakları hakkında çıkarım yapmak için sıklıkla kullanabiliriz” dedi.
Yeni Teorik Sınırlar
Bu parçacıkların aşırı ağır çekirdekler olduğu hipotezi de olası kaynakların aralığını değiştiriyor. Eğer parçacıklar gerçekten de protonlardan ziyade daha ağır çekirdeklerse, bunların üretimi evrendeki en ekstrem ortamlardan bazılarını gerektirecektir. Araştırmacılar, büyük yıldızların doğrudan kara deliklere çökmesi anlamına gelen çöküntüleri ve ikili nötron-yıldız birleşmelerini olası adaylar olarak tanımlıyor. Her iki olay da bilim tarafından bilinen en enerjik patlamalar arasında yer alan gama ışını patlamalarıyla ilişkilidir.
Ekibin hesaplamaları, ultra ağır çekirdeklerin, ultra yüksek enerjili kozmik ışınların genel popülasyonuna ne kadar katkıda bulunabileceği konusunda yeni teorik sınırlar koyuyor. Murase ayrıca bu kaynakların, kuzey ve güney yarımküreler arasındaki ultra yüksek enerjili kozmik ışın spektrumundaki olası bir asimetriyi açıklamaya yardımcı olabileceğini de belirtti.
Murase, “Bu tür aşırı ağır çekirdeklerin üretilmesi ve hızlandırılması için en umut verici alanlar, kara deliklere veya güçlü bir şekilde manyetize edilmiş nötron yıldızlarına patlayıcı çöküşü içeren devasa yıldız ölümlerinin yanı sıra, güçlü yerçekimsel dalga yayıcıları olarak bilinen ikili nötron-yıldız birleşmeleridir” dedi.
Fikri Test Etmek
Araştırmacılar, tüm ultra yüksek enerjili kozmik ışınların ultra ağır çekirdekler olduğunu söylemediklerini, ancak en aşırı olanlardan bazılarının olabileceğini vurguluyor. Bu, bilim adamlarının gelecekteki çalışmalarda aradıklarını değiştirebilir. Arjantin’deki AugerPrime ve planlanan Küresel Kozmik Işın Gözlemevi gibi yeni gözlemevleri ve iyileştirmeler bu fikirleri test edebilir. Eğer aşırı ağır çekirdekler önemliyse, gelecekteki gözlemlerde protonların tek başına açıklayamayacağına dair kanıtlar bulunmalıdır.
Bilim adamlarının ultra yüksek enerjili kozmik ışınları ilk kez tespit etmesinden altmış yılı aşkın bir süre sonra, araştırmacılar nihayet evrendeki en ekstrem parçacıkların neyden oluştuğuna dair yeni bir ipucuna sahip olabilirler.
Austin Burgess, satış, pazarlama ve veri analitiği konularında geçmişi olan bir yazar ve araştırmacıdır. MBA derecesine, İşletme alanında Lisans Diplomasına ve veri analitiği sertifikasına sahiptir. Çalışmaları, ortaya çıkan biyoloji, bilişsel sinir bilimi ve arkeolojik keşiflere vurgu yaparak bilimsel gelişmeleri kırmaya odaklanıyor.
Source link
