Častica kozmického žiarenia Amaterasu prekonáva viac než miliónkrát energiu, ktorú možno vyvinúť v pozemských urýchľovačoch.
Časozberná fotografia vyvoláva dojem, že hviezdy rotujú nad medzinárodným observatóriom Telescope Array v Utahu. Vedci tu pátrajú po zdrojoch najsilnejšieho kozmického žiarenia. Zdroj: Telescope Array Project at the University of Utah, Foto: Ben Stokes, University of Utah
Časticová fyzika je zvláštnejšia, než by sa mohlo zdať. Odborníkom z medzinárodného observatória Telescope Array, kde pôsobí aj vedec Federico Urban z Fyzikálneho ústavu Akadémie vied Českej republiky (FZU AV ČR), sa podarilo zachytiť extrémne energetickú časticu. Podľa japonskej nebeskej bohyne Slnka dostala názov Amaterasu. Pôvod tejto vysokoenergetickej častice je opradený tajomstvom, pretože spätné sledovanie smeru príletu nevedie k žiadnemu zrejmému zdroju, napríklad ku galaxii.
Rôznymi metódami dokazujeme, že skutočne prišla z „ničoho“. Federico Urban
Bezprecedentná energia
V nedávnom vydaní odborného časopisu Science vedci opísali prevratný objav častice Amaterasu, ktorý sa im podaril už 27. mája 2021. Táto častica kozmického žiarenia totiž prekonáva viac než miliónkrát energiu, ktorú možno vyvinúť v pozemských urýchľovačoch.
Bezprecedentná energia, ktorú vyvinula, je približne 40-miliónkrát vyššia ako protóny produkované urýchľovačom LHC vo švajčiarskom CERN-e – Európskej organizácii pre jadrový výskum.
Pri zachytení tejto vzácnej udalosti zohral kľúčovú úlohu experiment Telescope Array, ktorý sa nachádza v americkom Utahu. Skladá sa zo sústavy povrchových detektorov s 507 stanicami a z troch fluorescenčných detektorov, ktoré merajú rozsiahle atmosférické spŕšky vznikajúce pri interakcii kozmického žiarenia s jadrami plynov zemskej atmosféry.
„Takéto vysokoenergetické častice sa objavia len raz za tisíc rokov na kilometer štvorcový, takže máme veľké šťastie, že sme ich mohli detegovať,” vysvetľuje Federico Urban z Fyzikálneho ústavu AV ČR, ktorý sa na medzinárodnom experimente podieľa už viac ako 10 rokov.
Prvenstvo patrí častici OMG
Porovnanie s predchádzajúcimi vysokoenergetickými udalosťami kozmického žiarenia z rokov 1991, 1993 a 2001 poukazuje na význam objavu Amaterasu, pretože sa svojou energiou radí na druhé miesto hneď za časticou Oh My God, zachytenou v roku 1991.
Prišla z „ničoho”
Smer príletu Amaterasu neďaleko roviny Mliečnej cesty znamená, že tu existuje silný vplyv magnetického poľa našej Galaxie, čo predstavuje problém presného určenia zdroja. „Keď sa pozriete na oblohu smerom, odkiaľ Amaterasu priletela, nie je tam nič. Vysvetlenie, že by sa trajektória častice, aj keď možno ide o veľmi ťažké jadro, mohla natoľko zmeniť vplyvom silného galaktického magnetického poľa, celkom nesedí.
Rôznymi metódami dokazujeme, že skutočne prišla z „ničoho“. Nie je napríklad možné, aby častica prišla z M87, jedného z najväčších možných zdrojov častíc. Je to teda celé tak trochu záhada,” vysvetľuje Federico Urban, špecialista na magnetická pole v našej Galaxii i mimo nej, ktorý je jedným zo spoluautorov článku v Science.
Pátranie po zdrojoch
Analýza udalosti vyvolala zaujímavé otázky týkajúce sa možných zdrojov takéhoto kozmického žiarenia s ultravysokými energiami (UHECR). Vedci navrhujú niekoľko vysvetlení vrátane silnejších než očakávaných magnetických polí alebo existencie neznámej fyziky častíc pri vysokých energiách.
„Ide o to, že model magnetického poľa, ktorý nám hovorí, kde máme hľadať, môže byť chybný. Alebo môžu existovať magnetické polia mimo našej Galaxie, ktoré sú silnejšie, než si myslíme. A ak tam sú, je to veľmi zaujímavé, pretože viac-menej rozumieme tomu, ako sa magnetické polia v galaxiách tvoria, ale ak tam nie je takmer nič, vytvoriť magnetické polia mimo kopy galaxií je veľmi ťažké, nie je na to dôvod,” uviedol Federico Urban, ktorý vyvinul metódy na overenie myšlienky, že by v prázdnych oblastiach vesmíru mohli existovať magnetické polia.
Detekcia Amaterasu otvára nové možnosti výskumu najenergetickejších javov vo vesmíre a ponúka náhľad do mechanizmov urýchľovania UHECR. Vedci sa budú ďalej stretávať so záhadami, ktoré tieto častice obklopujú. Udalosť Amaterasu však predstavuje míľnik v snahe im porozumieť.
Zdroj: AV ČR
(zh)
