Астрономы засекли самую высокоэнергетичную частицу за 30 лет наблюдений
Частица Аматэрасу — так ученые эксперимента Telescope Array назвали частицу космических лучей сверхвысоких энергий, «прилетевшую» на Землю в мае 2021 года. По количеству энергии она уступает лишь легендарной частице Oh-My-God, обнаруженной более 30 лет назад. Происхождение нового явления неясно — в той части неба, откуда оно пришло, на вид ничего нет.
Проект Telescope Array — гигантский детектор космических лучей в американском штате Юта. Он состоит из 507 станций, раскиданных сетью на площади примерно 700 квадратных километров. С его помощью ученые «поймали» уже больше 30 космических лучей высоких энергий.
В 2021 году, во время очередной рутинной проверки детектора, Тошихиро Фуджи, астроном из Городского университета Осаки (Япония), заметил необычные сигналы. На космический луч среагировали 23 детектора на северо-западе Telescope Array. По словам астронома, сперва он подумал, что наблюдает ошибку программного обеспечения.
Анализ данных подтвердил, что это был космический луч, частица которого достигла энергии в 240 эксаэлектронвольт (2,4 x 1020 электронвольта). За всю историю наблюдений энергия была выше лишь у частицы Oh-My-God, открытой в 1991 году, — 320 эксаэлектронвольт. Тогда ученые не представляли, что может создавать такие частицы.
Сегодня астрофизики предполагают, что такие энергичные частицы рождаются в релятивистских джетах черных дыр, гамма-всплесках активных ядер галактик и других самых энергичных космических феноменах.
На месте предполагаемого источника новой частицы оказалась довольно пустынная область с небольшим количеством галактик. Авторы исследования проверили также объекты и галактики вблизи этой области, но и там не оказалось подходящих кандидатов.
Частицу космического луча назвали Аматэрасу — в честь японской богини Солнца. Результаты работы опубликованы в журнале Science.
Космические лучи считаются высокоэнергетичными, когда их энергия превышает 5 x 1019 электронвольт. Они состоят из протонов (89%), ядер гелия (10%) и более тяжелых ядер.
По теоретическим подсчетам, существует предельная энергия протона, при которой он уже не сможет свободно лететь по космическому пространству. Потому что начнет взаимодействовать с реликтовым излучением и «потеряет» энергию. Это значение называют пределом Грайзена — Зацепина — Кузьмина.
Раз наблюдаемые частицы не «растеряли» свою энергию, значит, они образовались не так уж далеко. По оценкам ученых, в пределах 50-100 мегапарсек.
«Магнитные поля в галактике и межгалактическом пространстве не должны влиять на частицы с такой высокой энергией. Поэтому у вас должна быть возможность определить точное местоположение их источника на небе. Но в случае частицы Oh-My-God и этой новой частицы вы отслеживаете ее траекторию к источнику, а там нет ничего, что может создать частицу с такой энергией», — объяснил Джон Мэтьюс, профессор Университета Юты и представитель Telescope Array.
Возможно, магнитные поля все же достаточно мощные, чтобы отклонить полет космического луча, но это противоречит другим наблюдениям. Ученые также не забывают о том, что проблема может быть в стандартной модели физики. Для объяснения феномена этих частиц может понадобиться усовершенствованная теория.
Пока ученые заняты улучшением детекторов Telescope Array. После апгрейда инструмент станет в четыре раза более чувствительным, и это позволит точнее отслеживать источники частиц.
Telegram 
Дзен 
VK Процессы, сопровождающие жизнь черных дыр, интересуют не только теоретиков. Ученые уже знают, что энергия и частицы могут покидать черные дыры и теперь работают над способами эту энергию использовать.
Ученые подтвердили один из самых необычных эффектов Общей теории относительности (ОТО): вращение Земли действительно «увлекает» за собой пространство-время. Новое измерение, выполненное с помощью спутника LARES-2, оказалось примерно в 10 раз точнее предыдущих и еще сильнее ограничило пространство для альтернативных теорий гравитации.
В отличие от микрочастиц, наночастицы не только эффективно проходят барьеры дыхательной системы, но и идут дальше — в мозг человека. До сих пор масштаб смертности от них был неясен. Теперь исследователи выяснили, что она доходит до миллионов человек каждый год.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии