Деякі частинки поводяться дивно. Частка Аматерасу, яка вдарила в 2021 році по Землі в штаті Юта, мала таку енергію, що могла змагатися з бейсбольним м’ячем, пущеним професійною швидкістю. І прийшла вона звідки.
Ну, майже звідки. З величезної космічної порожнечі. З порожньої ділянки небосхилу, де нічого цікавого походити не повинно. А ось і це чудовисько. Назване на честь богині сонця. Бо чому б і ні?
Ми полюємо за цими привидами вже шістдесят років.
Заліза недостатньо
Відповідно до стандартної теорії, космічні промені надвисоких енергій є протонами або легкою матерією. Протони міцні, але швидко втрачають енергію. На величезних відстанях у міжгалактичному просторі вони гальмують, як спринтер, який утік у лобову погоду. Якщо ви реєструєте такий протон на Землі, швидше за все, він не прилетів здалеку. Або він був розігнаний до швидкостей, які ми вважаємо неможливими.
Подія Аматерасу ламає цю модель. Його енергія можна порівняти зі знаменитою часткою «О-Мій-Бог», зафіксованою у 1991 році. Двісті сорок ексаелектронвольт. Це число, яке мозку важко зрозуміти. Воно приблизно в десять мільйонів разів перевищує потужність Великого адронного колайдера.
То що це?
Дослідники з Пенсільванського державного університету вважають, що це, можливо, взагалі не протон. Можливо, це щось тяжке. Набагато важче заліза.
«Космічні промені надвисоких енергій втрачають свою енергію повільніше, якщо вони є надважкими ядрами», — каже Кохта Муразе, який веде цю дослідницьку групу.
Звучить нелогічно. Тяжкі об’єкти важче розігнати. Але в космічних порожнечах вони поводяться інакше. Вони довше зберігають енергію. Вони виживають у подорожі. Тяжка куля зберігає швидкість краще, ніж перо.
Розрив у симуляціях
Щоб перевірити цю гіпотезу, вчені запустили симуляцію. Комп’ютери прораховували час міжгалактичних подорожей та розпад енергії. Математика вказує на ядра з масами, що знаходяться далеко вгорі періодичної таблиці. Речовини, які ми рідко знаходимо, що вільно літають у космосі.
Якщо це правда, пошуки їхніх джерел змінюються кардинально. Ми шукатимемо місця, здатні метати важку матерію, а не лише легкі іони.
Де ж взяти таке?
Злиття нейтронних зірок. Подвійні зірки, що вмирають разом у яскравому спалаху. Або масивні зірки, що колапсують у чорні дірки з екстремальними магнітними полями. Ці процеси насильницькі. Вибухові. Ідеальні прискорювачі.
Але зачекайте. Напрямок, що від Аматерасу, вказує на порожнечу. Ні зірок. Ні злиття. Просто… темний простір.
Ось каверза. Або джерело приховано за чимось іншим. Або магнітні поля у просторі зігнули траєкторію частки настільки, що стрілка на карті вказує зовсім не туди.
Погляд у майбутнє
Це не вирішує всіх проблем. Це не акуратна коробочка із бантиком. Це лише вказівка: перевірте важкі елементи. Майбутні телескопи, такі як AugerPrime в Аргентині, полюватимуть на цю композицію. Вони шукатимуть відмінності у спектрах північного та південного небосхилу.
Якщо небо заповнене важкими ядрами, наше розуміння фізики високих енергій вимагатиме повного переписування. Ми думали, що знаємо межі можливостей, створених людиною прискорювачів. Природа сміється. Вона упаковує кінетичну енергію тенісного м’яча в крихітну частинку, меншу за вашу вію, і стріляє нею в нас з відстані в мільярди світлових років.
Хто б знав, що порожнеча може бути такою гучною?
Частки продовжують прилітати. Детектори чекають. Ми продовжуємо гадати.
