Ученые нашли объяснение загадочной «частице Аматэрасу»

Ученые из Университета штата Пенсильвания, возможно, разгадали тайну происхождения «частицы Аматэрасу» — одной из самых энергичных космических частиц, когда-либо зарегистрированных на Земле. Результаты их исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.

«Частица Аматэрасу» была обнаружена обсерваторией Telescope Array в штате Юта в 2021 году. Ее энергия составила около 240 эксаэлектронвольт (ЭэВ), что делает ее одной из самых мощных в истории, наряду с частицей «Oh-My-God», зафиксированной в 1991 году. Главная загадка заключалась в том, что траектория частицы указывала на космическую пустоту — область пространства, где нет очевидных источников, способных породить такой объект.

Согласно новой гипотезе, «частица Аматэрасу» и другие сверхвысокоэнергетические космические лучи могут представлять собой не протоны, а атомные ядра тяжелее железа. Компьютерное моделирование показало, что такие сверхтяжелые ядра теряют энергию в межгалактическом пространстве гораздо медленнее, чем протоны или более легкие ядра. Это позволяет им преодолевать огромные расстояния и достигать Земли, сохраняя экстремальный запас энергии.

«Сверхвысокоэнергетические космические лучи могут быть ускорены только самыми мощными источниками во Вселенной, — объясняет профессор Кохта Мурасе, руководитель исследования. — К таким источникам относятся столкновения нейтронных звезд, коллапс массивных звезд в черные дыры, а также сильно намагниченные нейтронные звезды. Эти же явления порождают гамма-всплески — одни из самых мощных взрывов во Вселенной».

Исследователи не утверждают, что все сверхвысокоэнергетические космические лучи являются сверхтяжелыми ядрами. Однако, если самые мощные из них действительно таковы, это кардинально изменит подход к поиску их источников. Проверить эту теорию смогут будущие обсерватории, такие как AugerPrime в Аргентине и планируемая Глобальная обсерватория космических лучей.