У Землю врізалося найенергійніше космічне проміння
Астрофізики виявили найенергійніші електрони та позитрони космічних променів, які коли-небудь спостерігалися.
Про відкриття повідомляє блог “Цікава наука” з посиланням на пресреліз Товариства імені Макса Планка.
Існує безліч частинок, які прилітають з космосу й падають на нас дощем щосекунди. З урахуванням нейтрино, то трильйони з них проходять через наші тіла прямо зараз, але якщо ми зосередимося лише на космічних променях з-поза меж Сонячної системи, то все одно отримаємо чималу їх кількість, що потрапляє в нас. Однак космічні промені, які є зарядженими частинками, є більш складними.
На них впливають магнітні поля всього Всесвіту, і вони прилітають до Землі з усіх напрямків однаково. Ці частинки також втрачають енергію при взаємодії зі світлом і магнітними полями, особливо найенергійніші з них — електрони космічних променів з енергією, що перевищує один тераелектронвольт (ТеВ).
Через ці втрати енергії неможливо точно визначити їхнє походження в космосі. Проте їхнє виявлення на Землі свідчить про наявність поблизу потужних прискорювачів космічних променів.
Виявлення електронів і позитронів з енергією в ТеВ-діапазоні особливо складно. Космічні прилади з площею виявлення близько одного квадратного метра не можуть вловити достатню кількість цих рідкісних частинок.
Наземні прилади, які виявляють космічні промені через зливи частинок, які вони створюють в атмосфері Землі, стикаються з проблемою розрізнення злив, спричинених електронами космічних променів (або позитронами), і більш поширених злив, спричинених важчими протонами та ядрами космічних променів.
Обсерваторія H.E.S.S. в Намібії, обладнана п'ятьма великими телескопами, виявляє слабке черенківське випромінювання, яке створюється зарядженими частинками та фотонами, що входять в атмосферу. Хоча обсерваторія H.E.S.S. в першу чергу займається виявленням гамма-випромінювання, її дані також можуть бути використані для пошуку електронів космічного випромінювання.
У наймасштабнішому аналізі вчені з колаборації H.E.S.S. отримали нове розуміння походження електронів космічного випромінювання. Проаналізувавши величезний масив даних, зібраних протягом десятиліття за допомогою чотирьох 12-метрових телескопів, вони застосували вдосконалені алгоритми відбору, щоб ефективно ізолювати електрони космічного випромінювання (CRe) від фонового шуму.
Це дозволило отримати безпрецедентний набір статистичних даних для вивчення електронів космічного випромінювання. Вперше дослідники отримали дані до найвищих енергетичних діапазонів, що сягають 40 ТеВ. Цей аналіз виявив напрочуд різкий злам в енергетичному розподілі цих електронів космічного випромінювання.
Катрін Егбертс з Потсдамського університету, одна з авторок дослідження, сказала: «Це важливий результат, оскільки ми можемо зробити висновок, що виміряний CRe, швидше за все, походить з дуже небагатьох джерел поблизу нашої Сонячної системи, максимум на відстані кількох тисяч світлових років, що є дуже малою відстанню порівняно з розмірами нашої Галактики».
Професор Хофманн з Інституту ядерної фізики ім. Макса Планка, співавтор дослідження, зазначив: «Вперше наш детальний аналіз дозволив накласти суворі обмеження на походження цих космічних електронів».