Физики обнаружили, что самые мощные космические лучи во Вселенной могут состоять из сверхтяжелых атомных ядер. Это открытие поможет понять природу экстремальных частиц, прилетающих на Землю, и проливает свет на их загадочное происхождение. Статья об открытии опубликована в журнале Physical Review Letters.
В 2021 году детектор в штате Юта зафиксировал прибытие экстремальной частицы Аматэрасу, энергия которой сопоставима с кинетической энергией летящего теннисного мяча, сконцентрированной в микроскопическом объеме.
Механизмы ускорения таких частиц оставались главной загадкой астрофизики более шестидесяти лет, так как видимых источников в направлении их прилета обнаружено не было.
Защита от потери энергии
Компьютерное моделирование показало, что при экстремальных энергиях сверхтяжелые атомные ядра теряют заряд значительно медленнее, чем протоны или более легкие элементы. Это свойство позволяет им выживать при путешествии сквозь межгалактическое пространство и достигать нашей планеты. Если самые мощные лучи действительно являются тяжелыми ядрами, это кардинально меняет подход к их изучению.
Наиболее вероятными местами формирования таких сверхтяжелых ядер считаются взрывы массивных звезд с образованием черных дыр или сильно намагниченных нейтронных звезд. Также к ним относятся слияния двойных нейтронных звезд, которые известны как мощные источники гравитационных волн. Именно эти разрушительные космические феномены обладают достаточной силой для ускорения частиц до невиданных пределов.
Ранее ученые обнаружили предел ускорения космических лучей.
