Gizemli ultra yüksek enerjili kozmik ışın gökbilimcileri şaşırtıyor

CERN'in Büyük Hadron Çarpıştırıcısı tarafından hızlandırılan parçacıklardan yaklaşık 36 milyon kat daha fazla enerjiye sahip bir kozmik ışın parçacığı tespit edildi. 244 EeV'deki bu parçacık şimdiye kadar gözlemlenen en enerjik parçacıklardan biridir ve 2021'de Utah'taki Teleskop Dizisi tarafından tespit edilmiştir. Ultra yüksek enerjili kozmik ışın (UHECR) muhtemelen şiddetli bir astrofiziksel süreç tarafından yaratılmış olsa da, araştırmacılar onun kökenine kadar izini sürdüremediler.

Araştırmacılar, Japon mitolojisinde Güneş tanrıçası olan parçacığa Amaterasu adını verdiler. Bir UHECR için mevcut enerji rekoru 320 EeV olup, 1991 yılında Utah'ta Telescope Array'in öncüsü tarafından tespit edilen "Aman Tanrım" parçacığı tarafından tutulmaktadır.

UHECR'ler, enerjileri 1 EeV'den (10) daha büyük olan protonlar gibi atom altı parçacıklardır.¹⁸ eV). Samanyolu'nun dışından geliyor gibi görünseler de, Dünya'da gözlemlenmelerinin nadir olması nedeniyle kökenleri hala tam olarak anlaşılamamıştır.

Kozmik kesinti

Gökbilimciler, UHECR'lerin kökenlerini araştırırken Greisen-Zatsepin-Kuzmin (GZK) kesintisi adı verilen bir olgudan yararlanıyor. Bunun nedeni, yaklaşık 60 EeV'nin üzerinde enerjiye sahip UHECR'lerin uzayda seyahat ederken kozmik mikrodalga arka planıyla etkileşime girmesi ve ilerledikçe enerji kaybetmesidir. Bu, bu yüksek enerjilerdeki parçacıkların Dünya'ya ulaşmadan önce yaklaşık 300 milyon ışıkyılından daha uzağa gidemeyeceği anlamına gelir.

Bu kesintiye rağmen, Amaterasu'yu tespit eden uluslararası ekip göre parçacığın kökeni hakkında daha akıllıca değil Toshihiro Fujii Telescope Array verilerinde UHECR'nin kanıtını ilk fark eden Japonya'nın Osaka Metropolitan Üniversitesi'nden.

Parçacığın bilinen herhangi bir astrofiziksel nesneyle ilişkili olmadığına işaret ederek, "Bu yeni gizemi bulduk" dedi. Günlükte yazmak Bilim, ekip Amaterasu için birkaç olası köken öneriyor.

karanlık ve ışık

GZK sınırına baktığımızda ve parçacığın Samanyolu'nun manyetik alanı tarafından saptırıldığını varsayarsak, olası kökenlerden biri NGC 6946 gökadasıdır. Bu yaklaşık 25 milyon ışıkyılı uzaklıkta olup, olağanüstü yıldız oluşumu ve çok sayıda süpernovasıyla bilinmektedir. Ancak gökbilimciler galaksiden gelen gama ışınlarını veya X ışınlarını gözlemlemediler. Bu radyasyonun gözlemlenmesi, UHECR'leri hızlandırabilecek astrofiziksel bir nesnenin varlığına işaret edebilir. Amaterasu'nun izleri, alışılmadık derecede düşük gökada yoğunluğuna sahip yakın bir bölge olan Yerel Boşluk'ta da izlenebiliyor. Ama yine orada kaynak olarak tanımlanabilecek bir nesne yok.

Ekibe göre başka bir olasılık da, Standart Modelin ötesinde parçacık fiziği konusundaki eksik anlayışımızın, Amaterasu'nun GZK sınırının izin verdiğinden daha uzağa seyahat ettiği anlamına gelebilmesidir. Eğer durum böyleyse, UHECR'nin kaynağı elektromanyetik emisyonlarını tespit edemeyeceğimiz kadar uzakta olabilir.

Fujii'ye göre Amaterasu'nun olası en egzotik kaynağı, UHECR'ler yayan ancak başka radyasyon yaymayan varsayımsal bir nesne olan "karanlık hızlandırıcıdır".

Keşif ve spekülasyonlara rağmen, Rafael Alves BatistaMadrid Özerk Üniversitesi'nden astrofizikçi şunları söyledi: Fizik dünyası gözlemin UHECR'ler hakkında "yeni hiçbir şey" ortaya çıkarmadığını belirtti.

"Standart Modelin ötesinde herhangi bir açıklamaya atlamayacağım anlamında muhafazakarım" diyor. "Gerçekten de bu yüksek enerjili kozmik ışınları üretebilen astrofiziksel nesnelerimiz var. Bunun nasıl olduğunu, bu nesnelerin nerede olduğunu veya bunu hangi nesnelerin yaptığını bilmiyoruz.”

Ayrıca gökbilimcilerin Samanyolu dışındaki manyetik alanlar konusunda çok zayıf bir anlayışa sahip olduğuna ve bunun da geriye doğru izlemeyi çok zorlaştırdığına dikkat çekiyor.

Tam belirsizlik

“Galaksimizde, [galaktik manyetik alanı] gerçekten bilmiyoruz ama en azından bunun belirli sınırlar içinde olduğunu gösteren bir kontrolümüz var. Ancak ekstra galaktik manyetik alanlar için bu tamamen belirsizdir" dedi Batista.

Hem Fujii hem de Batista, UHECR'lerin kökenlerini anlamaya başlayabilmemiz için bu nadir olayların daha fazla gözlemlenmesi gerektiği konusunda hemfikir. Ayrıca galaksi dışı manyetik alanlar hakkındaki anlayışımızda da iyileştirmelere ihtiyaç var.

Bu gözlemlerin bir kısmı mutlaka Teleskop Dizisi tarafından yapılacaktır. Kuzey yarımküredeki en büyük kozmik ışın dedektörüdür ve şu anda mevcut alanından dört kat daha büyük olacak şekilde genişletilmektedir.

Bugün Amaterasu gibi parçacıklar yaklaşık 15 yılda bir tespit ediliyor ancak Fujii, Teleskop Dizisindeki iyileştirmelerin bunu dört yılda bire düşürebileceğini söylüyor.

Araştırma şu şekilde açıklanmaktadır: Bilim.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/mysterious-ultrahigh-energy-cosmic-ray-puzzles-astronomers/