Международная группа астрономов из США, Японии, Южной Кореи, России, а также стран Европы представила документ, где подробно рассказывается об открытии мощнейшего космического луча, чья точная природа пока остается неизвестной. Результаты исследования опубликованы в виде статьи в престижном научном журнале Science. Кратко об открытии сообщается в пресс-релизе на Phys.org.
Космические лучи представляют собой заряженные частицы экстремально высокой энергии из внеземных источников, находящихся, как считается, за пределами галактики Млечный Путь. Чрезвычайно энергичная частица, занимающая по мощности второе место среди когда-либо наблюдавшихся космических лучей, была зафиксирована массивом поверхностных детекторов эксперимента Telescope Array в штате Юта (США) в мае 2021 года.
Необычное событие вызвало срабатывание 23 из 507 детекторов, расположенных на площади примерно 1000 квадратных километров. Энергия предполагаемого протона (или же тяжелого ядра с большим зарядом), столкнувшегося с атмосферой Земли и вызвавшего «ливень» из вторичных частиц, оценивается в 244 эксаэлектронвольта (приставка «экса» соответствует квинтиллиону, или 10 в 18-й степени), или примерно в 40 джоулей. Это примерно в 40 миллионов раз больше, чем энергия протонов, разгоняющихся в Большом адронном коллайдере.
Частица проходила вблизи диска галактики Млечный Путь, где присутствуют достаточно сильные магнитные поля, способные отклонить частицу с энергией даже 244 эксаэлектронвольта. С учетом этого наиболее вероятное направление ее прибытия указывает на Местную Пустоту — полости между Местной группой галактик и близлежащими галактическими нитями. В этой области отсутствуют активные галактики, которые могли бы сгенерировать этот луч. Если бы он шел из более далеких областей, он потерял бы значительную часть своей энергии.
Как пишут авторы, происхождение космического луча может иметь три возможных объяснения. Во-первых, частица могла быть отклонена более сильным магнитным полем, чем предполагают модели. Во-вторых, ее источником мог стать неопознанный космический объект в локальном межгалактическом пространстве. Наконец, само ее существование может указывать на пробелы в современной физике элементарных частиц. Например, высокоэнергетический процесс мог породить первичную частицу неизвестного типа, сохранившую свою энергию в течение полета из более далеких активных галактик.
В 1991 году ученые Университета Юты обнаружили космический луч самой высокой энергии, когда-либо наблюдавшейся (около 300 эксаэлекронвольт), и назвали частицу Oh-My-God. Второй по мощности космический луч получил название Аматэрасу в честь богини Солнца из японской мифологии.