کشف یک ذره کیهانی مرموز متعلق به منبعی ناشناخته که از فراسوی کهکشان ما آمده است

دانشمندان فضایی که به دنبال درک منشاء مرموز پرتوهای قدرتمند کیهانی هستند، ذره‌ای بسیار نادر، پرانرژی‌ و اسرارآمیز را مشاهده و ردیابی کرده‌اند که می‌گویند از فرای کهکشان راه شیری به زمین رسیده‌ است. به گفته اخترشناسان انرژی این ذره زیراتمی، که با چشم غیرمسلح دیده نمی‌شود، معادل انداختن یک آجر روی انگشت پا از ارتفاع کمر است.مطالعه انجام‌شده نشان داده است که این ذره به لحاظ قدرت با پرانرژی‌ترین پرتو کیهانی که تا به حال مشاهده شده است، یعنی ذره «آه خدای من» (Oh-My-God) که در سال ۱۹۹۱ شناسایی شد، رقابت می‌کند.

کد خبر: ۷۴۷۵۸۷

تاریخ: ۱۰ آذر ۱۴۰۲ - ۲۲:۲۸

دانشمندان فضایی که به دنبال درک منشاء مرموز پرتوهای قدرتمند کیهانی هستند، ذره‌ای بسیار نادر، پرانرژی‌ و اسرارآمیز را مشاهده و ردیابی کرده‌اند که می‌گویند از فرای کهکشان راه شیری به زمین رسیده‌ است.

به گفته اخترشناسان انرژی این ذره زیراتمی، که با چشم غیرمسلح دیده نمی‌شود، معادل انداختن یک آجر روی انگشت پا از ارتفاع کمر است.

مطالعه انجام‌شده نشان داده است که این ذره به لحاظ قدرت با پرانرژی‌ترین پرتو کیهانی که تا به حال مشاهده شده است، یعنی ذره «آه خدای من» (Oh-My-God) که در سال ۱۹۹۱ شناسایی شد، رقابت می‌کند.

پرتوهای کیهانی ذرات بارداری هستند که در فضا حرکت می‌کنند و دائماً بر زمین می‌بارند. در این میان پرتوهای کیهانی کم‌انرژی می‌توانند از خورشید ساطع شوند، اما پرتوهای بسیار پرانرژی ذراتی استثنایی هستند و تصور می‌شود که آنها از دیگر کهکشان‌ها به زمین رسیده باشند.

جان متیوز، استاد پژوهشی در دانشگاه یوتا و یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت: «اگر دست خود را دراز کنید، هر ثانیه یک پرتو کیهانی از کف دست شما عبور می‌کند. با این حال آنها واقعاً ذراتی کم‌انرژی هستند.»

او اضافه کرد: «اما وقتی صحبت از پرتوهای بسیار پرانرژی کیهانی می‌شود یعنی یک ذره در هر کیلومتر مربع در یک قرن؛ در نتیجه هرگز از دست شما نمی‌گذرد.»

با وجود سال‌ها تحقیق، منشاء دقیق این ذرات پرانرژی هنوز مشخص نیست. تصور می‌شود که آنها به پرانرژی‌ترین پدیده‌های جهان، مانند سیاهچاله‌ها، انفجارهای پرتو گاما و هسته‌های فعال کهکشانی مرتبط باشند. با این حال به نظر می‌رسد بزرگ‌ترین ذراتی که تا کنون کشف شده‌اند از فضاهایی خالی سرچشمه گرفته باشند، یعنی جایی که هیچ فعل‌ و انفعال پرشدتی دیده نمی‌شود.

دکتر متیوز، از سخنگویان مرکز آرایه تلسکوپ یوتا، در این باره گفت که بزرگ‌ترین پرتوهای ثبت‌شده کیهانی «به‌گونه‌ای تصادفی» به نظر می‌رسند؛ به این معنی که وقتی مسیر حرکت آنها به عقب ردیابی می‌شود، اینطور به ذهن می رسد که هیچ انرژی بالادستی برای تولید آنها وجود ندارد و این ذره، به طور خاص، به نظر می‌رسد از چیزی که به عنوان «خلاء محلی» شناخته می‌شود سرچشمه گرفته باشد؛ منطقه‌ای خالی از فضایی که در مرز کهکشان راه شیری قرار دارد.

ذره اخیراً کشف‌شده که به نام ذره «آماتراسو» (الهه خورشید در اساطیر ژاپنی) نامیده شده، توسط رصدخانه پرتوهای کیهانی «آرایه تلسکوپ» در صحرای غربی یوتا رصد شده است.

آرایه تلسکوپ، که در سال ۲۰۰۸ شروع به کار کرد، از ۵۰۷ آشکارساز (هر کدام در اندازه سطح یک میز پینگ‌پنگ) ساخته شده است که ۷۰۰ کیلومتر مربع مساحت دارد.

یک آشکارساز آرایه تلسکوپ در صحرای یوتا

طبق نتایج به ثبت رسیده، دانشمندان بیش از ۳۰ پرتو کیهانی بسیار پرانرژی را مشاهده کرده‌اند که البته هیچکدام بزرگتر از ذره آماتراسو نبودند. این ذره در ۲۷ مه ۲۰۲۱ به جو بالای یوتا برخورد کرد و آشکارسازها آن را ثبت کردند.

انرژی محاسبه‌شده این ذره حدود ۲۴۴ اگزالکترون ولت بود یعنی ۶ تریلیارد برابر انرژی معمولی یک الکترون در شفق قطبی. این در حالی است که پرانرژی‌ترین ذره‌ای که تا کنون شناخته شده است، یعنی ذره «آه خدای من» در بیش از ۳۰ سال پیش، ۳۲۰ اگزالکترون ولت قدرت داشت.

گلنیس فارار استاد فیزیک در دانشگاه نیویورک می‌گوید یک پرتوی کیهانی با انرژی فوق‌العاده، ده‌ها میلیون برابر بیشتر از هر شتاب‌دهنده ذره‌ای ساخته‌شده توسط انسان (مانند برخورددهنده بزرگ هادرونی یعنی قوی‌ترین شتاب‌دهنده‌ای که تاکنون ساخته شده است) انرژی حمل می‌کند.

او اضافه کرد: « این ذرات بسیار بسیار نادر هستند و در جهان وسیع پراکنده ‌شده‌اند، بنابراین احتمال برخورد یک عدد از آنها با زمین بسیار ناچیز است.»

دانشمندان می‌گویند گسترش مساحت آرایه تلسکوپ در آینده و تجهیز آن به شمار بیشتری از آشکارسازها می‌تواند به برخی از پرسش‌ها پیرامون پرتوهای کیهانی ناشناخته پاسخ دهد.

نتایج مطالعات تازه در نشریه علمی «Science» منتشر شده است.

منبع: یورونیوز