Μυστηριώδης κοσμική ακτίνα χτύπησε τη Γη

Το 1991, οι φυσικοί εντόπισαν ένα σωματίδιο από το διάστημα που έπεσε στη Γη με τεράστια ενέργεια.

Τώρα, έχει βρεθεί ένα νέο σωματίδιο συγκρίσιμης ενέργειας, αναφέρουν οι ερευνητές. Εντοπίστηκε το 2021 από το πείραμα Telescope Array κοντά στο Δέλτα της Γιούτα, το σωματίδιο είχε ενέργεια περίπου 240 βολτ εξαηλεκτρονίου. Και κατά τρόπο μυστηριώδη, οι επιστήμονες δεν είναι σε θέση να εντοπίσουν καμία κοσμική πηγή για το σωματίδιο.

«Είναι μια τεράστια, τεράστια ποσότητα ενέργειας, αλλά σε ένα μικροσκοπικό, αντικείμενο», λέει ο αστροφυσικός Τζον Μάθιους από το πανεπιστήμιο της Γιούτα.

Οι κοσμικές ακτίνες αποτελούνται από πρωτόνια και ατομικούς πυρήνες που διασχίζουν το διάστημα σε μεγάλο εύρος ενεργειών. Σωματίδια με ενέργεια άνω των 100 βολτ εξαηλεκτρονίου είναι εξαιρετικά σπάνια: Κατά μέσο όρο, εκτιμούν οι επιστήμονες, ένα τέτοιο σωματίδιο πέφτει σε ένα τετραγωνικό χιλιόμετρο της επιφάνειας της Γης κάθε αιώνα. Και τα σωματίδια άνω των 200 βολτ εξαηλεκτρονίου είναι ακόμη πιο σπάνια — μόνο λίγα τέτοια σωματίδια έχουν ανιχνευθεί στο παρελθόν.

Όταν μια κοσμική ακτίνα χτυπά τη Γη, συγκρούεται με έναν πυρήνα ενός ατόμου στην ατμόσφαιρα, δημιουργώντας έναν καταρράκτη από άλλα σωματίδια που μπορούν να ανιχνευθούν στην επιφάνεια της Γης.

Για να πιάσουν τα πιο σπάνια σωματίδια με την υψηλότερη ενέργεια, οι επιστήμονες κατασκευάζουν γιγάντιες συστοιχίες ανιχνευτών. Το Telescope Array παρακολουθεί μια περιοχή 700 τετραγωνικών χιλιομέτρων χρησιμοποιώντας περισσότερους από 500 ανιχνευτές κατασκευασμένους από πλαστικό σπινθηριστή, υλικό που εκπέμπει φως όταν χτυπηθεί από φορτισμένο σωματίδιο.

Πρόσθετοι ανιχνευτές μετρούν το υπεριώδες φως που παράγεται στον ουρανό από τη βροχή σωματιδίων (αν και αυτοί οι ανιχνευτές δεν λειτουργούσαν κατά την άφιξη του πρόσφατα αναφερόμενου σωματιδίου). Με βάση τους χρόνους που χτυπήθηκαν μεμονωμένοι ανιχνευτές σπινθηριστή από τον καταρράκτη των σωματιδίων, οι επιστήμονες μπορούν να προσδιορίσουν την κατεύθυνση της εισερχόμενης κοσμικής ακτίνας και να χρησιμοποιήσουν αυτές τις πληροφορίες για να την εντοπίσουν στην αρχή της.

Οι κοσμικές ακτίνες εξαιρετικά υψηλής ενέργειας προέρχονται έξω από τον Γαλαξία, αλλά οι ακριβείς πηγές τους είναι άγνωστες (sn: 21/9/17). Οι περισσότεροι επιστήμονες πιστεύουν ότι επιταχύνονται σε βίαια κοσμικά περιβάλλοντα, όπως πίδακες ακτινοβολίας που εκτοξεύονται από τις περιοχές γύρω από ορισμένες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες ή γαλαξίες με αστρική έκρηξη που σχηματίζουν αστέρια με φρενήρη ρυθμό.

Όποια και αν είναι η προέλευσή τους, τα σωματίδια πρέπει να προέρχονται από τη σχετικά κοντινή κοσμική γειτονιά. Αυτό συμβαίνει επειδή οι κοσμικές ακτίνες με την υψηλότερη ενέργεια χάνουν ενέργεια καθώς ταξιδεύουν, αλληλεπιδρώντας με το κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο, τη μεταγενέστερη λάμψη του Big Bang.

Τα μαγνητικά πεδία που υπάρχουν στον Γαλαξία και τα περίχωρά του διασκορπίζουν τις κοσμικές ακτίνες όπως η ομίχλη διαχέει φως. Για να εντοπίσουν το σωματίδιο στην πηγή του, οι επιστήμονες πρέπει να λάβουν υπόψη αυτή τη διασπορά. Αλλά αυτή η οπισθοδρόμηση εντόπισε ένα κοσμικό κενό, μια περιοχή του διαστήματος με λίγους γαλαξίες καθόλου η πολύ λιγότερο γαλαξίες με βίαιες διεργασίες σε εξέλιξη.

Αυτό κάνει αυτό το σωματίδιο ιδιαίτερα ενδιαφέρον, λέει η αστροφυσικός Βασιλική Παυλίδου του Πανεπιστημίου Κρήτης. «Στην πραγματικότητα δεν δείχνει προς το τίποτα, απολύτως στη μέση του πουθενά».