Do Ziemi dotarł tajemniczy promień o gigantycznej energii

Został nazwany "Amaterasu" i jest drugim najbardziej energetycznym promieniem znanym ludzkości. Jego energia to 240 eksa-elektronowoltów (EeV), czyli miliony razy więcej niż energia osiągana przez cząstki w Wielkim Zderzaczu Hadronów, najpotężniejszym akceleratorze, jaki kiedykolwiek zbudowano.

Zajmuje on drugie miejsce po promieniu o nazwie "O mój Boże", kolejnym promieniu kosmicznym o ultrawysokiej energii wykrytym w 1991 roku i posiadającym energię 320 EeV. Promień Amaterasu został wykryty przez naukowców z Japonii i USA w maju 2021 roku, dzięki sieci detektorów Telescope Array w Utah, ale dopiero teraz okazało się, z czym tak naprawdę mamy do czynienia. Otrzymał nazwę na cześć bogini słońca z mitologii japońskiej.

Pochodzenie promienia pozostaje nieznane, ale eksperci uważają, że tylko najpotężniejsze z wydarzeń na niebie, znacznie większe niż eksplozja gwiazdy, mogą je wywołać. Oznacza to, że promień mógł zostać wygenerowany przez nieznany nam jeszcze obiekt, który znajduje się poza galaktykami, ponieważ dostępna nam wiedza wskazuje, że obiekty w galaktykach nie mogą produkować tak potężnej energii.

— Rzeczy, które ludzie uważają za energetyczne, jak na przykład supernowa, nie są do tego wystarczająco energetyczne (do wygenerowania takich energii - przyp. red.) — powiedział John Matthews, profesor naukowy na wydziale fizyki i astronomii Uniwersytetu Utah w USA.

Pojawiają się głosy, że cząstka może w swojej istocie wychodzić poza Model Standardowy, a nawet być efektem zaburzeń w strukturze czasoprzestrzeni lub zderzających się kosmicznych strun. Naukowcy uważają, że cząstka nadleciała z Pustki Lokalnej, czyli gigantycznej pustej przestrzeni o średnicy mierzonej w milionach lat świetlnych.

Dotychczas wykryto tylko 30 tego rodzaju cząstek. Jednak żadna z nich nie była choćby zbliżona pod względem energii do "O-mój-Boże" i "Amaterasu". Jak tłumaczą naukowcy, ultrawysokoenergetyczne cząstki promieniowania kosmicznego docierają do Ziemi niezwykle rzadko. Według danych, pojawiają się i uderzają w Ziemię raz na stulecie na kilometr kwadratowy.

Być może dowiemy się więcej na temat tych fenomenów, gdy astronomowie zakończą rozbudowę teleskopów o 500 nowych detektorów scyntylacyjnych, co zwiększy obszar detekcji do 2900 kilometrów kwadratowych. Powinno to zwiększyć częstotliwość wykrywania takich UHECR. Obiekt położony jest na obrzeżach Delta w stanie Utah.

Taki system detekcji może zarejestrować tzw. cząstki wtórne. Powstają one, gdy cząstki promieniowania kosmicznego (podobne do "O-mój-Boże" i "Amaterasu") docierają do Ziemi i uderzają w górną atmosferę. Ich ogromna energia sprawia, że rozbijają jądra tlenu i azotu, tworząc kaskadę cząstek. Te następnie uderzają w kolejne atomy i tak ostatecznie na Ziemię spada cały deszcz cząstek wtórnych. Dzięki temu, naukowcy mogą mniej więcej oszacować energię cząstki pierwotnej, takiej jak Amaterasu.