Астрономы раскрыли загадку рождения космических лучей

Первый масштабный анализ свойств космических лучей, падающих на Землю, показал, что самые мощные из них возникают не внутри нашей Галактики, а далеко за ее пределами.

Об этом сообщает пресс-служба Технологического института в Карлсруэ.

"Космические лучи можно назвать своеобразными "послами" Вселенной, которые позволяют нам узнать много нового про то, как она возникла и как она выглядит сегодня. Они позволяют нам взглянуть на саму историю космоса. То, что мы зафиксировали избыток лучей, приходящих к нам из определенных точек неба, заметно прояснило то, где находится их потенциальная "родина", — заявил Маркус Рот (Markus Roth) из Технологического института в Карлсруэ (Германия).

Космические лучи были открыты в 1912 году австрийским физиком Виктором Хессом во время одного из полетов на воздушном шаре, в ходе которых он замерял уровень радиации в атмосфере. Они представляют собой элементарные частицы и ядра атомов разных элементов, разогнанные до околосветовых скоростей, давно представляют одну из главных загадок для науки и источников опасности для здоровья космонавтов и астронавтов.

На сегодняшний день среди ученых нет консенсуса об их происхождении – часть астрономов считает, что эти частицы разгоняются в горячих останках взорвавшихся звезд внутри Млечного Пути, а другие предполагают, что их источником являются ядра и облака газа в далеких галактиках. Что еще интереснее, третья группа исследователей считает, что их порождают распады частиц темной материи в центре Галактики.

Рот и его коллеги уже почти десять лет наблюдают за космическими лучами, которым удается "пробить" атмосферу Земли и достичь ее поверхности, используя мощности телескопа Пьера Оже, построенного в 2008 году специально для наблюдений за частицами высоких энергий в аргентинской части Анд.

Магнитный "щит" и атмосфера Земли, как отмечают исследователи, в данном случае играют роль своеобразного фильтра, так как их могут пробить лишь самые мощные космические лучи, обладающие достаточно высокой скоростью движения и энергией. Наблюдая за тем, откуда они прилетают, ученые пытались понять, является ли их источником Галактика или ее "соседи".

Первые промежуточные итоги этих наблюдений были опубликованы в 2009 году, и они показали, что самые мощные лучи имеют внегалактическое происхождение. Не все поверили в подобные замеры, так как телескоп "Ферми", следивший за центром Млечного Пути, параллельно показал, что туманности, оставшиеся после взрывов сверхновых, тоже являются источником частиц высокой энергии.

По этой причине Рот и его коллеги потратили последующие 8 лет на накопление дополнительных порций данных, которые, как надеялись астрофизики, должны были подтвердить их первоначальную гипотезу.

Недавно этот процесс был завершен, и сейчас, по словам Рота, можно с уверенностью говорить о том, что самые мощные космические лучи действительно имеют внегалактическое происхождение. Их самые яркие "очаги", как показывают данные с телескопа Пьера Оже, находятся на очень большом расстоянии от ядра Галактики, эквивалентном тому, если бы мы взяли и склеили друг с другом примерно 240 полных Лун.

Их источник, как отмечают астрономы, пока остается загадкой, однако они, судя по частоте падения на Землю и другим свойствам, возникли в близлежащих галактиках, расположенных на небольшом расстоянии от Млечного Пути.

В ближайшее время детекторы обсерватории Пьера Оже будут обновлены. Это, по словам Рота, позволит ей не только наблюдать за частицами, чья энергия будет в десятки и сотни раз выше, чем у текущего "улова" космических лучей, но и найти их источник, так как атмосфера Земли не будет сильно искривлять траекторию движения столь сильно разогнанных частиц.