Kosminiais spinduliais vadinamos energingos įelektrintos dalelės, atskriejančios iš kosmoso. Daugiausia tai protonai ir elektronai, bet būna ir masyvesnių cheminių elementų branduolių. Energingiausių kosminių spindulių energija dešimtis milijonų kartų viršija Didžiojo hadronų greitintuvo galimybes. Jų kilmė yra senas astrofizikų galvos skausmas.
Asociatyvi DI sugeneruota „Pixabay“ nuotr.
Štai 2021 metais užfiksuotos „Amaterasu dalelės“ energija siekė apie 240 egzaelektronvoltų – maždaug tiek, kiek greitai skriejančio teniso kamuoliuko kinetinė energija, tik sukaupta vienoje subatominėje dalelėje. Tačiau nustatyta jos atskridimo kryptis rodė į kosminę tuštumą, be jokio akivaizdaus šaltinio.
Naujame tyrime mokslininkai pasiūlė tokių spindulių paaiškinimą: kai kurie jų gali būti ne protonai ar lengvi branduoliai, o itin masyvūs, už geležį masyvesnių elementų, branduoliai. Tyrėjai detaliai apskaičiavo, kaip skirtingos masės branduoliai praranda energiją keliaudami per tarpgalaktinę erdvę. Paaiškėjo, kad esant energijoms iki maždaug 300 egzaelektronvoltų itin masyvūs branduoliai praranda energiją žymiai lėčiau nei lengvesni. Tai reiškia, kad jie gali nukeliauti didesnius atstumus ir pasiekti Žemę išlaikę ekstremaliai didelę energiją. Būtent tai ir stebima „Amaterasu“ atveju.
Tikėtiniausi tokių itin masyvių branduolių šaltiniai yra masyvių žvaigždžių kolapsas į juodąsias skyles, stipriai magnetizuotos neutroninės žvaigždės ir neutroninių žvaigždžių susiliejimai. Tokie patys procesai sukelia ir gama spindulių žybsnius bei paskleidžia gravitacines bangas. Jei ši hipotezė teisinga, netolimos ateities observatorijos, tokios kaip „AugerPrime“ Argentinoje ir tarptautinė Globali kosminių spindulių observatorija, turėtų aptikti, kad energingiausi kosminiai spinduliai dažnai susideda iš masyvesnių už geležį elementų branduolių.
Tyrimo rezultatai publikuojami „Physical Review Letters“.
