Astronomii au detectat o particula rara si extrem de inalta de energie care cade pe Pamant si provoaca nedumerire, deoarece vine dintr-o regiune aparent goala a spatiului. Particula, numita Amaterasu dupa zeita soarelui din mitologia japoneza, este una dintre razele cosmice cu cea mai mare energie detectate vreodata. Numai cele mai puternice evenimente cosmice, la o scara care depaseste cu mult explozia unei stele, se crede ca sunt capabile sa produca astfel de particule energetice. Dar Amaterasu pare sa fi aparut din Vidul Local, o zona goala a spatiului care margineste galaxia Calea Lactee.
„Ii urmariti traiectoria pana la sursa si nu exista nimic suficient de mare pentru a fi produs”, a spus profesorul John Matthews, de la Universitatea din Utah si coautor al lucrarii din revista Science care descrie descoperirea. „Acesta este misterul asta – ce naiba se intampla?”
Particula Amaterasu are o energie care depaseste 240 exa-electron volti (EeV), de milioane de ori mai mult decat particulele produse in Large Hadron Collider, cel mai puternic accelerator construit vreodata si echivalent cu energia unei mingi de golf care calatoreste cu 95 mph. Este doar pe locul doi dupa particula Oh-My-God, o alta raza cosmica de ultra-inalta energie care a intrat la 320 EeV, detectata in 1991.
„Lucrurile pe care oamenii le considera energice, cum ar fi supernova, nu sunt nici pe departe suficient de energice pentru asta”, a spus Matthews. „Aveti nevoie de cantitati uriase de energie, campuri magnetice foarte mari, pentru a limita particula in timp ce aceasta este accelerata.”
Toshihiro Fujii, profesor asociat la Universitatea Metropolitana Osaka din Japonia, a declarat: „Cand am descoperit prima data aceasta raza cosmica de ultra-inalta energie, am crezut ca trebuie sa fi fost o greseala, deoarece a aratat un nivel de energie fara precedent in ultimele trei decenii. .”
Un potential candidat pentru acest nivel de energie ar fi o gaura neagra super-masiva in inima altei galaxii. In vecinatatea acestor entitati vaste, materia este retrasa in structurile sale subatomice, iar protonii, electronii si nucleii sunt aruncati in univers cu aproape viteza luminii.
Razele cosmice, ecourile unor astfel de evenimente ceresti violente, ploua pe Pamant aproape constant si pot fi detectate de instrumente, cum ar fi observatorul Telescope Array din Utah, care a gasit particula Amaterasu.
Sub un anumit prag de energie, traiectoria de zbor a acestor particule seamana cu o minge intr-un aparat de flipper, in timp ce ele zigzag impotriva campurilor electromagnetice prin fundalul cosmic cu microunde. Dar particulele cu energie la nivel Oh-My-God sau Amaterasu ar fi de asteptat sa explodeze prin spatiul intergalactic relativ neinclinat de campurile magnetice galactice si extra-galactice, ceea ce inseamna ca ar trebui sa fie posibil sa le identificam originea.
Trasarea traiectoriei sale spre spate indica spatiul gol. In mod similar, particula Oh-My-God nu avea nicio sursa vizibila. Oamenii de stiinta sugereaza ca acest lucru ar putea indica o deviatie magnetica mult mai mare decat cea prevazuta, o sursa neidentificata in Vidul Local sau o intelegere incompleta a fizicii particulelor de inalta energie.
„Aceste evenimente par sa vina din locuri complet diferite de pe cer. Nu este ca si cum ar fi o singura sursa misterioasa”, a spus profesorul John Belz de la Universitatea din Utah si co-autor al lucrarii. „Ar putea fi defecte in structura spatiu-timpului, ciocnirea corzilor cosmice. Vreau sa spun, doar scuipat idei nebunesti pe care oamenii le vin pentru ca nu exista o explicatie conventionala.”
Telescope Array este pozitionat in mod unic pentru a detecta razele cosmice cu energie ultra-inalta. Se afla la aproximativ 1.200 m (4.000 ft), punctul ideal de altitudine care permite particulelor secundare dezvoltarea maxima, dar inainte ca acestea sa inceapa sa se degradeze. Locatia sa in desertul de vest al Utah ofera conditii atmosferice ideale in doua moduri: aerul uscat este crucial, deoarece umiditatea va absorbi lumina ultravioleta necesara detectarii; iar cerurile intunecate ale regiunii sunt esentiale, deoarece poluarea luminoasa va crea prea mult zgomot si va ascunde razele cosmice.
Telescope Array se afla in mijlocul unei extinderi despre care astronomii spera ca va ajuta la rezolvarea cazului. Odata finalizate, 500 de noi detectoare cu scintilatoare vor extinde Telescope Array pe 2.900 km2 (1.100 mi2), o zona aproape de dimensiunea Rhode Island si se asteapta ca aceasta amprenta mai mare va capta mai multe dintre aceste evenimente extreme.