Учёные обнаружили мощный космический луч неизвестной природы

Астрофизики из проекта Telescope Array обнаружили редкую частицу сверхвысокой энергии, которая прибыла из-за пределов Млечного Пути, результаты исследования они представили в журнале Science.

Об этом также сообщает Университет Юты. Исследователи назвали ее частицей Аматэрасу в честь богини Солнца из японской мифологии.

Энергия этой субатомной частицы (2,4×10²º эВ) эквивалентна падению кирпича на палец ноги с высоты талии, сказано в докладе ученых.

Такая же сверхмощная частица наблюдалась до этого лишь однажды — в 1991 году. Ей дали название Oh-My-God («О боже мой»). Открытие потрясло астрофизиков, поскольку ничто в нашей галактике не было способно ее произвести, а ее энергия оказалась больше, чем теоретически допускалось для космических лучей, следующих в направлении Земли из других галактик. «Проще говоря, частица не должна была существовать», — пояснили в Университете Юты.

Один из авторов исследования, Джон Мэтьюз, пояснил, что если протянуть руку, то каждую секунду через ладонь будет проходить по одному космическому лучу, однако они обладают низкой энергией.

Лучи с высокой энергетикой могут упасть, если следовать этой метафоре, по одному на квадратный километр один раз в столетие, пояснил ученый.

Исследователи затрудняются объяснить, откуда появились настолько мощные лучи.

Они оказались «своего рода случайными» — если проследить их траектории, оказывается, что не существует ничего достаточно высокоэнергетического, чтобы произвести такие частицы, сказал Мэтьюз. Если взять только что обнаруженную частицу и «О боже мой», рассказал он, то окажется, что они пришли из ниоткуда.

«В случае с частицей „О боже мой“ и этой новой частицей вы прослеживаете ее траекторию до источника, и нет ничего достаточно высокоэнергетического, чтобы произвести ее. Вот в чем загадка — что, черт возьми, происходит?» — задался он вопросом.

Профессор Джон Белз, соавтор исследования, рассказал, что эти частицы прилетают из будто бы совершенно разных мест на небе, у них вряд ли единый источник.

«Это могут быть дефекты в структуре пространства-времени, сталкивающиеся космические струны. Вообще я просто навскидку называю безумные идеи, которые приходят людям в голову, потому что нет общепринятого объяснения», — сказал астрофизик.

В составе международной команды, сделавшей открытие, был российский физик — сотрудник Института ядерных исследований РАН (ИЯИ РАН), кандидат физико-математических наук Михаил Кузнецов.

Он пояснил RTVI, что уникальность частицы — в направлении ее прилета. «Мы взяли карту галактик в локальной Вселенной, в сфере радиусом примерно 750 млн световых лет, и посмотрели, какие галактики лежат в направлении, откуда пришла эта частица. И мы увидели, что в этом направлении ничего нет — так называемая локальная пустота», — рассказал ученый.

Справка

Космические лучи — это заряженные частицы, «отголоски жестоких небесных событий, которые разделили материю до субатомных структур и пронесли ее через Вселенную почти со скоростью света».

Точное происхождение высокоэнергетических частиц до сих пор неясно. Предполагается, что они могут быть связаны с гамма-всплесками, выбросами сверхмассивных черных дыр в центрах галактик и другими причинами.