Астрофизик Самодуров объяснил, откуда могла взяться таинственная частица, прилетевшая к Земле

Вторая по энергетике космическая частица обнаружена астрофизиками при помощи телескопа Telescope Array в штате Юта (США). Но астрофизики, как и в первом подобном случае тридцать лет назад, не смогли вычислить источник, «пославший» ее на землю.

Мы попросили старшего научного сотрудника Пущинской радиоастрономической обсерватории АКЦ ФИАН Владимира Самодурова объяснить, в чем заключается загадка таинственной частицы.

фото: ru.wikipedia.org

Итак, первой была частица «Oh-My-God» («О боже мой!»). Ее обнаружили вечером 15 октября 1991 года на полигоне Дагвэй в штате Юта с помощью детектора космических лучей.

Энергия частицы оценивалась в 3х10 в 20 степени электронВольт, то есть в 20 миллионов раз выше обычных внегалактических частиц. Такую энергию имеет 142-граммовый бейсбольный мяч, движущийся со скоростью 93,6 километра в час.

«Oh-My-God» перемещалась в пространстве со скоростью примерно 99,999 % от скорости света. Частица вызвала большой ажиотаж, поскольку известно, что никаких потенциальных ее источников в обозреваемой части неба нет. Из более же дальних уголков Вселенной высокоэнергичные частицы к нам долетать не могут, поскольку за пределом Зацепина-Кузьмина-Грайзена (около 160 миллионов световых лет или 50 мегапарсек) все высокоэнергичные частицы (с энергией выше 5х10 в 19 эВ) поглощаются.

В 2021 году японские ученые уже на другом телескопе, Telescope Array, обнаружили новую аналогичную частицу, которую назвали Аматэрасу в честь богини Солнца из японской мифологии.

Энергия частицы составила 2,44х10 в 20 степени эВ. Это немного меньше, чем у «Oh-My-God». Но все равно ученые оказались в замешательстве, потому что, так же, как и предшественница, Аматэрасу не имела никакого явного источника и превышала энергетический предел. На днях в Science был опубликован анализ произошедшего события.

Справка «МК». Telescope Array, принадлежащий Университету Юты и Токийскому университету, представляет собой телескопическую решетку, состоящую из 507 станций наземных детекторов, расположенных в виде квадратной сетки, которая покрывает площадь 700 квадратных километров в пустыне.

– Таких частиц, как «Oh-My-God» и Аматэрасу, вообще не должно быть, – говорит Владимир Самодуров. – Высокоэнергетические частицы должны поглощаться на расстоянии 50 мегапарсек от Земли фоновым микроволновым излучением. Оно было вычислено в 1966 году советскими учеными Георгием Зацепиным и Вадимом Кузьминым, и независимо американцем Кеннетом Грайзеном.

– Но эти частицы все-таки явились миру. Как это объясняется?

— В таких случаях мы выдвигаем несколько версий. Возможно, эти высокоэнергетические частицы летят к нам с более близкого расстояния, чем 50 мегапарсек, но в таком случае мы бы могли бы проследить их траекторию и зафиксировать конкретный объект — а его нет… Были эксперименты, которые показывали, что иногда такие прилеты возможны от активных ядер галактик (черных дыр), которые расположены недалеко от нас.

— В нашей Галактике?

— Не обязательно — в пределах десятков мегапарсек от нас есть другие галактики. В результате катаклизма частицы могут разгоняться в магнитных полях черных дыр по принципу пращи и, набрав большую энергию, лететь напрямую,  особо не отклоняясь от курса. 

— Чем отличается телескоп в штате Юта от того, что находится у вас в Пущино?

— У Telescope Array имеется возможность для прямой регистрации вспышки от соударения с частицей. У нашего – лишь косвенная регистрация, по радиовсплеску. 

«Кажется, что эти события происходят из совершенно разных мест неба, — говорит по поводу экстремально энергетических частиц Джон Белз, профессор Университета Юта и соавтор исследования. – Непохоже, что существует какой-то один загадочный источник. Это могут быть дефекты в структуре пространства-времени, сталкивающиеся космические струны. Я имею в виду, что я просто выплевываю сумасшедшие идеи, которые приходят в голову людям, потому что у них нет общепринятого объяснения».

Источник