Nowa mapa Drogi Mlecznej opracowana przez chińskich naukowców odwraca uwagę od teorii promieniowania kosmicznego

Wyniki „dadzą nowy wgląd w procesy propagacji i interakcji oraz pochodzenie promieni kosmicznych o najwyższej energii w naszej galaktyce” – powiedział Kazumasa Kawata z Instytutu Badań nad Promieniami Kosmicznym Uniwersytetu Tokijskiego w Kashiwa w Japonii.

Promień kosmiczny o najwyższej energii, jaki kiedykolwiek wykryto, przenosi ponad kwintylion elektronowoltów – co odpowiada energii kinetycznej piłki baseballowej poruszającej się z prędkością 160 km/h, czyli miliony razy więcej energii niż cząstki utworzone w największej cząstce. Zderzacz na Ziemi.

Dziś naukowcy wciąż nie mają jasnej odpowiedzi na temat faktycznego źródła promieni kosmicznych. Ponieważ składają się głównie z protonów, ich naładowany elektrycznie charakter oznacza, że ​​nie poruszają się po linii prostej, a zamiast tego są odchylane przez pola magnetyczne wszechświata. Oznacza to, że po przybyciu na Ziemię podstawowe informacje o ich miejscu urodzenia zostaną utracone – napisał Kawata.

Dlatego badając liczbę, rozkład i widmo energii tych promieni gamma, naukowcy mogą dojrzeć pochodzenie promieniowania kosmicznego.

Chińscy i europejscy naukowcy opracowują najczulszy teleskop kosmiczny w swoim rodzaju

Ze względu na ograniczoną czułość detektorów poprzednie obserwacje mgły promieniowania gamma w Drodze Mlecznej przeprowadzono za pomocą teleskopów kosmicznych przy energiach poniżej biliona elektronowoltów.

Po ukończeniu projektu LHAASO w 2021 r. stało się ono największym i najczulszym obserwatorium na świecie wykrywającym promienie gamma i promienie kosmiczne o bardzo wysokich energiach. Kluczowym elementem LHAASO jest Kilometr Square Array, w skrócie KM2A, który obejmuje około 5200 powierzchniowych detektorów elektromagnetycznych i prawie 1200 podziemnych detektorów mionów.

Naukowcy najpierw usunęli dziesiątki źródeł promieniowania gamma, które w galaktyce są raczej spiczaste niż rozproszone. Następnie dokonali jednego z najbardziej kompleksowych i precyzyjnych pomiarów rozkładu rozbłysków gamma w szerokim zakresie energii 0,1–1 PeV i na dużym obszarze galaktyki, w tym na wewnętrznym i zewnętrznym poziomie galaktycznym.

Ku ich zaskoczeniu liczba rozproszonych promieni gamma zmierzona przez LHAASO jest dwa do trzech razy większa niż oczekiwano w przypadku zderzeń promieni kosmicznych z gazem międzygwiazdowym.

Chiny budują największy na świecie teleskop głębinowy do poszukiwania kosmicznych neutrin

Inaczej niż oczekiwano, widmo energii emisji gamma można wyrazić za pomocą jednego prawa potęgowego bez żadnej nieciągłości, co jest sprzeczne z popularną teorią, że promienie kosmiczne o bardzo wysokiej energii byłyby uwięzione przez pola magnetyczne galaktyki przez długi czas. gdzieś pomiędzy 10 000 a 10 milionów lat temu, zanim w końcu uciekły z basenu.

„Rozbieżność sugeruje, że w naszej galaktyce ukryte są dodatkowe źródła promieni gamma lub że gęstość promieniowania kosmicznego zmienia się w zależności od lokalizacji w naszej galaktyce” – powiedział Kawata, który pracował nad chińsko-japońskim projektem Tibet AS-gamma. Doświadczenie od wielu lat.

Kawata zauważył, że dla głównych detektorów promieniowania kosmicznego na świecie ważne będzie wzajemne potwierdzanie w przyszłości wyników obserwacji.

Na przykład niedawna mapa Drogi Mlecznej opublikowana przez amerykańską organizację IceCube Collaboration, która bada kosmiczne neutrina tysiące metrów pod biegunem południowym, dostarczyła mocnych dowodów na interakcje między promieniami kosmicznymi a gazem międzygwiazdowym.

Łącząc te fragmenty, naukowcy powinni być w stanie zdobyć więcej wiedzy na temat tajemniczego pochodzenia promieniowania kosmicznego, powiedział.