Naukowcy odkryli niezidentyfikowane źródło wysokoenergetycznych promieni kosmicznych bombardujących Ziemię z kosmosu. „To wielkie odkrycie” - mówi John Wefel z Louisiana State University i główny badacz ATIC, Advanced Thin Ionization Calorimeter, finansowanego przez NASA balonu umieszczonego wysoko nad Antarktydą. „Po raz pierwszy widzimy dyskretne źródło przyspieszonych promieni kosmicznych wyróżniające się z ogólnego tła galaktycznego”.
Nowe wyniki pokazują nieoczekiwaną nadwyżkę elektronów promieni kosmicznych o bardzo wysokiej energii - 300–800 miliardów woltów elektronów - które muszą pochodzić z wcześniej niezidentyfikowanego źródła lub z anihilacji bardzo egzotycznych cząstek teoretycznych używanych do wyjaśnienia ciemnej materii.
„Nadmiaru elektronu nie można wyjaśnić standardowym modelem pochodzenia promienia kosmicznego” - powiedział Wefel. „Musi istnieć inne źródło stosunkowo blisko nas, które wytwarza te dodatkowe cząstki”.
Według badań źródło to musiałoby znajdować się w odległości około 3000 lat świetlnych od Słońca. Może to być obiekt egzotyczny, taki jak pulsar, mini-kwazar, pozostałość po supernowej lub czarna dziura o masie pośredniej.
„Elektrony promienia kosmicznego tracą energię podczas podróży przez galaktykę” - powiedział Jim Adams, kierownik badań ATIC w NASA Marshall Space Flight Center w Huntsville, Ala. „Straty te rosną wraz z energią elektronów. Przy energiach mierzonych przez nasz instrument straty energii tłumią przepływ cząstek z odległych źródeł, co pomaga wyróżnić się w pobliżu. ”
Naukowcy zwracają jednak uwagę, że niewiele jest takich obiektów w pobliżu naszego Układu Słonecznego.
„Te wyniki mogą być pierwszą oznaką bardzo interesującego obiektu w pobliżu naszego Układu Słonecznego, czekającego na zbadanie przez inne instrumenty”, powiedział Wefel.
Alternatywnym wyjaśnieniem jest to, że nadwyżka elektronów o wysokiej energii może wynikać z anihilacji bardzo egzotycznych cząstek zaproponowanych w celu wyjaśnienia ciemnej materii. W ostatnich dziesięcioleciach naukowcy dowiedzieli się, że rodzaj materiału tworzącego otaczający nas wszechświat stanowi jedynie około 5 procent jego składu masowego. Blisko 70 procent wszechświata składa się z ciemnej energii (tzw. Ponieważ jego natura jest nieznana). Pozostałe 25 procent masy działa grawitacyjnie, podobnie jak zwykła materia, ale robi niewiele więcej, więc zwykle nie jest widoczna.
Natura ciemnej materii nie jest zrozumiała, ale kilka teorii opisujących działanie grawitacji na bardzo małych odległościach kwantowych przewiduje, że cząstki egzotyczne mogą być dobrymi kandydatami na ciemną materię.
„Anihilacja tych egzotycznych cząstek ze sobą wytworzyłaby normalne cząstki, takie jak elektrony, pozytony, protony i antyprotony, które mogą być obserwowane przez naukowców”, powiedział Eun-Suk Seo, kierownik ATIC na University of Maryland, College Park.
Eksperyment ATIC o masie 4300 funtów jest przenoszony na wysokość około 124 000 stóp nad Antarktydą za pomocą balonu wypełnionego helem, tak dużego jak wnętrze Superdome w Nowym Orleanie. Celem projektu jest zbadanie promieni kosmicznych, które w przeciwnym razie zostałyby wchłonięte do atmosfery.
Naukowcy z ATIC opublikowali wyniki w numerze czasopisma Nature z 20 listopada.
Źródła: NASA, [chronione przez e-mail]
