Международной группе ученых, работающей над спутником DArk Matter Particle Explorer (DAMPE), впервые удалось зафиксировать предел ускорения космических лучей в зависимости от заряда. Это стало ключевым доказательством существования некоего суперускорителя частиц вблизи Земли.
Космические лучи, которые состоят из высокоэнергетических частиц и движутся со скоростью, близкой к скорости света, до сих пор остаются загадкой. Физики не могут понять, откуда они берутся и как их можно разогнать до сверхвысоких энергий. Считается, что космические лучи, связанные с такими небесными телами, как остатки сверхновых, быстро вращающиеся нейтронные звезды и аккрецирующие черные дыры, несут важную научную информацию о Вселенной. Чтобы разгадать эти тайны, необходимо измерить энергетический спектр космических лучей, то есть распределение количества частиц по энергиям.
В новой работе команда для точного измерения и составления карты энергетических спектров пяти типов частиц космических лучей использовала данные спутника DAMPE, собранные в период с 2016 по 2024 год. Анализ показал, что количество всех типов частиц синхронно и резко уменьшается при достижении определенного порога высокой энергии.
Это как с машинами на шоссе. Как только их скорость достигает определенного предела, количество транспортных средств, которые могут продолжать ускоряться, резко сокращается.
В ходе расчетов ученые выяснили, что предел определяется зарядом частицы, а не ее массой: чем больше заряд частицы, тем до большей максимальной энергии ее можно разогнать. Эта модель ускорения была впервые предложена физиками в 1960-х годах. И только более шестидесяти лет спустя спутник DAMPE предоставил первые экспериментальные подтверждения этой теории.
Открытие, по мнению ученых, указывает на существование естественного суперускорителя частиц в космическом пространстве относительно недалеко от Земли — на расстоянии около 1 тыс. световых лет.
По мере накопления данных исследователи надеются, что DAMPE, который стабильно работает на орбите более 10 лет, разгадает и другие тайны темной материи и происхождения высокоэнергетических космических лучей.
Ранее во льдах Антарктиды поймали особые радиоимпульсы из космоса.
