Kosminiai spinduliai yra iš kosmoso krintančių dalelių srautai, gimstantys žvaigždžių sprogimuose ir milijonus metų keliaujantys per Visatą. Nepaisant ilgos kelionės šios dalelės mus pasiekia judėdamos vis dar beveik šviesos greičiu. Kodėl taip yra – neaišku, nes per tokį ilgą laiką, vis sąveikaudamos su tarpžvaigždine medžiaga, jos turėjo sulėtėti. Žemės atmosfera efektyviai sulaiko kosminius spindulius, tad juos tirti patogu tik iš kosmoso.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Vienas pagrindinių ilgalaikių tyrimų projektų yra Alfa magnetinis spektrometras (AMS-02), jau daugiau nei 13 metų veikiantis Tarptautinėje kosminėje stotyje. Naujame darbe pristatyti jo rezultatai, kurie pateikia naujų įžvalgų ir verčia peržiūrėti esamus modelius.
Per 13,5 metų prietaisas užfiksavo 230 trilijonų kosminių spindulių įvykių. Daugumą jų sukėlė dažniausi cheminiai elementai – vandenilis ir helis, tačiau kai kurių sunkiųjų elementų sąveikos tokios retos, kad tarp užfiksuota vos keli šimtai įvykių
Naujojo tyrimo autoriai išmatavo penkis itin sunkiai aptinkamus elementus: fosforą, chlorą, argoną, kalį ir kalcį. Tyrėjai nustatė, kad kiekvieno iš jų srautas gerai aprašomas dviejų komponenčių suma: pirminių kosminių spindulių, ateinančių beveik nepaliestų tiesiai iš šaltinių, ir antrinių, susidarančių sunkesniems branduoliams susidūrus su tarpžvaigždinėmis dujomis. Įdomu, kad elementų, turinčių lyginį protonų skaičių (argono ir kalcio), gausa yra didesnė nei turinčių nelyginį (fosforo, chloro ir kalio). Skirtumas sufleruoja, kad lyginiai ir nelyginiai branduoliai žvaigždėse gimsta skirtingai, o nelyginiai yra mažiau stabilūs.
Taip pat mokslininkai ištyrė, kaip kiekvieno elemento srautas priklauso nuo standumo – dydžio, kuris lygus dalelės energijos ir elektrinio krūvio santykiui ir duoda žinių apie jas įgreitinusius procesus. Paaiškėjo, kad pagal šią priklausomybę tarpusavyje skiriasi ne tik lyginiai ir nelyginiai elementai, bet kiekvieną grupę galima padalinti dar į dvi, kurios daugmaž atitinka lengvesnius ir sunkesnius elementus. Įdomu, kad toks susiskirstymas prieštarauja dabartiniams kosminių spindulių modeliams, kurie prognozuoja daug vienodesnę priklausomybę nuo standumo.
Kadangi AMS duomenys itin tikslūs, neatitikimas rodo, kad vyksta kažkas, ko mokslininkų modeliai dar nepaaiškina. Šio proceso ar procesų atskleidimas suteiks ir naujų žinių apskritai apie aukštos energijos reiškinius Visatoje.
Tyrimo rezultatai publikuojami „Physical Review Letters“.
