Izvanredni istraživački nalazi o kozmičkim česticama
Uvod
Svaki dan, svake sekunde, milijuni čestica iz svemira padaju na našu planetu. Među njima su i neutrini, a procjenjuje se da blizu trilijun njih prolazi kroz naše tijelo u ovom trenutku. No, kada govorimo o kozmičkim zracima koji dolaze izvan našeg Sunčevog sustava, i tada primamo znatan broj tih čestica. Najnovija istraživanja pružila su fascinantne informacije o najenergičnijim česticama koje su ikada zabilježene na Zemlji.
Rekordne čestice otkrivene u Namibiji
Koristeći H.E.S.S. opservatorij u Namibiji, znanstvenici su otkrili elektrone i njihove protone, pozitronima, koji udara u atmosferu s energijom višom od 40 teraelektronvolta (TeV). Ova energija je više od šest puta jača od one koju čestice dostignu u Velikom hadronskom sudaraču. Ovi nalazi su posebno uzbudljivi iz još jednog razloga. Naime, ne samo da su pronađeni najenergičniji kozmički zraci elektroni i pozitroni ikada zabilježeni, već podaci sugeriraju da se ove čestice nisu mogle formirati daleko od Zemlje.
Blizina izvora čestica
Prema izjavama Kathrin Egberts sa Sveučilišta u Potsdamu, jedan od koautora studije, možemo zaključiti da ove mjerene čestice najvjerojatnije potječu iz vrlo malo izvora blizu našeg Sunčevog sustava, unutar udaljenosti od nekoliko tisuća svjetlosnih godina—što je iznimno mala udaljenost kada se usporedi s veličinom naše Galaksije. Najenergičniji kozmički zraci obično se ubrzavaju u iznimno energičnim događajima, kao što su supermasivne crne rupe. Međutim, izvor ovih neobično jakih čestica može biti nešto bliže, poput pulsara ili ostataka supernove. Najbliži pulsar je udaljen 510 svjetlosnih godina.
Važnost istraživanja
Profesor Werner Hofmann iz Max-Planck instituta za nuklearne fizike naglasio je kako su njihovim detaljnim analizama prvi puta postavili stroge okvire o podrijetlu ovih kozmičkih elektrona. “Vrlo niske fluksevi na višim TeV razinama ograničavaju mogućnosti svemirskih misija da konkuriraju ovom mjerenju”, dodao je Mathieu de Naurois, istraživač iz CNRS-a, koji je istaknuo da ovo mjerenje ne samo da pruža važne podatke o neistraženom energetsko području, već će također ostati referentna točka u sljedećim godinama.
Kako su otkrivene rekordne čestice?
Kada gama zraci ili visokoenergetski kozmički zraci udare u atmosferu, generiraju mnogo sekundarnih čestica koje se kreću brže od svjetlosti u zraku (ali ne i brže od svjetlosti u vakuumu!). Ovaj proces stvara svjetlost poznatu kao Čerenkovljeva radijacija. H.E.S.S. opservatorij primarno proučava gama zrake koje udaraju u atmosferu, ali može mjeriti i Čerenkovljevu radijaciju generiranu tijekom prolaska visokoenergetskih kozmičkih zraka kroz atmosferu, što je način na koji su zabilježene ove rekordne čestice.
Zaključak
Nova otkrića o kozmičkim zracima koja dolaze iz naše galaksije otvaraju vrata daljnjem istraživanju svemira i njegovih tajni. S pomakom u znanju o energiji i izvorima kozmičkih čestica, znanstvenici su na dobrom putu da bolje razumiju kako funkcionira naš univerzum. “Ovi rezultati nisu samo fascinantni, već su i temelj za buduća istraživanja i otkrića”, zaključuje se u studiji objavljenoj u časopisu Physical Review Letters.