الجسيمات الكونية عالية الطاقة تأتي من خارج مجرتنا

أعلنت المرصد العملاق عن نتائج مرتقبة منذ فترة طويلة. يمكن أن تغطي الجسيمات الكونية عالية الطاقة مساحة كبيرة تصل إلى عدة آلاف من الكيلومترات المربعة (تصور فني). الائتمان: A. Chantelauze / S. Staffi / L. Bret

الدش الخفي

معظم الجسيمات الكونية هي بروتونات أو جسيمات مشحونة أخرى ، بما في ذلك نوى ذرية ثقيلة مثل الحديد. عندما تمطر هذه الجسيمات على الغلاف الجوي العلوي للأرض وتتصادم مع نواة ذرية في الهواء ، فإنها تنتج انفجارًا من الجسيمات الفرعية الذرية. تصطدم هذه الجسيمات بنوى أخرى وتنتج المزيد من الجسيمات ، مما يولد “دشًا” غير مرئي يمتد على مساحة كبيرة من الأرض بحلول الوقت الذي يصل فيه إلى الأرض.

المفاجأة المائلة

توقع معظم الباحثين وجود انحراف ، ولكن ليس بهذه القوة ، وفقًا لـ Piera Ghia ، فيزيائية الجسيمات الفلكية في معهد الفيزياء النووية CNRS في أورساي ، فرنسا ، والتي ساعدت في تنسيق تحليل البيانات. يتفق عالم الفلك فرانسيس هالزن من جامعة ويسكونسن-ماديسون على ذلك. “إنها حقًا كبيرة جدًا. بالنسبة لي ، كانت مفاجأة” ، يقول هالزن ، الذي يتحدث نيابة عن IceCube ، مرصد النيوترينو الرئيسي في القطب الجنوبي.

المصادر المحتملة

تشير النتائج إلى أن الثقوب السوداء العملاقة في مركز المجرة درب التبانة ليست مصدرًا رئيسيًا للجسيمات عالية الطاقة. “المصادر الأكثر احتمالًا لا تزال هي المشتبه بها المعتادة” ، تقول موليراش: الظواهر الفلكية التي تولد حقولًا مغناطيسية شديدة الشدة ، داخلها يمكن للجسيمات المشحونة أن تتحرك بشكل عشوائي وتكتسب طاقة. تشمل هذه الظواهر النواة الفلكية النشطة – الثقوب السوداء العملاقة التي تنفث انبعاثات من المادة بسرعة تقترب من سرعة الضوء – وانفجارات الأشعة جاما النجمية.

الترقية المستقبلية

يعمل المرصد بيير أوجيه حاليًا في مراحله الأولى على ترقية بقيمة 12 مليون دولار أمريكي يجب أن تمكنه من قياس الوفرة النسبية للبروتونات والنوى الأثقل في تدفق الجسيمات الكونية.

المراجع:

The Pierre Auger Collaboration. Science 357, 1266-1270 (2017).

The Pierre Auger Collaboration. Science 318, 938-943 (2007).

Source: https://www.nature.com/articles/nature.2017.22655