Разкрита е тайната на Аматерасу: Учени намериха обяснение за мистериозната космическа частица от „нищото“

ФИЛАДЕЛФИЯ / ЮТА – Една от най-големите съвременни загадки в астрофизиката е напът да бъде окончателно разрешена. Изследователи от Университета на Пенсилвания в САЩ предложиха революционно обяснение за произхода на феноменалната частица Аматерасу – един от най-мощните и високоенергийни космически лъчи, регистрирани някога в историята на човечеството.

Резултатите от мащабното проучване, които обещават да пренапишат учебниците по космическа физика, бяха официално публикувани в престижното научно списание Physical Review Letters.

Загадката на празния Космос

Частицата Аматерасу (кръстена на японската богиня на Слънцето) бе уловена от детекторите на обсерваторията Telescope Array в пустинята на щата Юта през 2021 година. Нейната енергия бе изчислена на умопомрачителните 240 ексаелектронволта ($EeV$). За сравнение, това я прави втората най-мощна регистрирана космическа доза енергия след легендарната частица „Oh-My-God“ ($320\text{ EeV}$), засечена през 1991 г. Настоящите земни ускорители на частици (като Големия адронен колайдер в ЦЕРН) не могат да достигнат дори една милионна част от тази мощност.

Големият парадокс обаче не беше просто силата ѝ, а нейната посока. Когато учените проследиха обратната траектория на Аматерасу, се оказа, че тя идва от „Локалното празно пространство“ (Local Void) – пуста и напълно тъмна област от Вселената, в която няма абсолютно никакви галактики, звезди или черни дупки, които биха могли да я изстрелят. Частицата буквално изглеждаше като дошла от нищото.

Новата теория: Свръхтежки ядра, а не протони

Досега се смяташе, че космическите лъчи от такъв калибър са съставени от протони. Но компютърните симулации на екипа от Пенсилвания показват нещо различно. Според тях Аматерасу не е единичен протон, а комплексно атомно ядро на свръхтежък химичен елемент, по-тежък дори от желязото.

Това откритие променя всичко поради следните физични закони:

• Бавно изтощаване: В междугалактическото пространство леките частици (като протоните) бързо се сблъскват с реликтовото излъчване на Вселената и губят енергията си.
• Космически щит: Свръхтежките атомни ядра обаче губят своята енергия много по-бавно по време на дългия си космически път. Това им позволява да прелитат милиарди светлинни години, съхранявайки гигантския си енергиен заряд чак до момента, в който се врежат в атмосферата на Земята.

Кои са космическите „катапулти“?

„Космическите лъчи с изключително висока енергия могат да бъдат ускорени само от най-яростните и мощни източници във Вселената. Към тях спадат сблъсъците на неутронни звезди, колапсът на масивни гиганти в черни дупки, както и магнетарите – силно намагнитени неутронни звезди. Същите тези феномени пораждат и гама-избухванията, които са най-мощните експлозии след Големия взрив“, обяснява ръководителят на изследването, професор Кохта Мурасе.

Тъй като свръхтежките ядра имат силен електрически заряд, те се отклоняват много по-лесно от магнитните полета в Космоса. Това обяснява защо траекторията на Аматерасу сочи към „празното пространство“ – тя просто е била огъната и изкривена по пътя си, скривайки реалния си космически убиец.

Сравнение на космическите титани

Бъдещето на астрономията

Изследователите подчертават, че не всички космически лъчи са изградени от свръхтежки ядра, но ако най-мощните от тях се окажат такива, това напълно ще промени начина, по който човечеството търси източниците им.

Новата теория предстои да бъде подложена на строги тестове от следващото поколение свръхмодерни научни съоръжения на Земята, сред които са обновената обсерватория AugerPrime в Аржентина и проектираната бъдеща Глобална обсерватория за космически лъчи (GCOS). С тяхна помощ учените се надяват не просто да улавят тези космически куршуми, но и най-накрая да видят чудовищните обекти, които ги изстрелват към нас.