รังสีคอสมิกอิเล็กตรอนที่มีพลังมากที่สุดเท่าที่เคยถูกตรวจพบพุ่งชนโลก

มีอนุภาคจำนวนมากที่มาจากอวกาศและฝนตกลงมาใส่เรา ทุกวินาทีของทุกวัน หากเรารวมนิวตริโนด้วย เราคิดว่าหลายล้านล้านตัวกำลังผ่านเข้าสู่ร่างกายของคุณในขณะนี้ แต่ถ้าเราเพียงแต่มุ่งความสนใจไปที่จากนอกระบบสุริยะ เรายังคงได้รับความเสียหายพอสมควร ขณะนี้นักวิจัยได้ตรวจวัดอนุภาคทำลายสถิติที่มายังโลกแล้ว

นักวิจัยใช้หอดูดาว HESS ที่ตั้งอยู่ในนามิเบีย ตรวจพบอิเล็กตรอนและปฏิสสารคู่กัน โพซิตรอน กระแทกเข้าสู่ชั้นบรรยากาศด้วยพลังงานมากกว่า 40 เทราอิเล็กตรอนโวลต์หรือ TeV นั่นคือพลังงานมากกว่าหกเท่าของอนุภาคในนั้นถูกเร่งให้เป็น

การค้นพบนี้ยังน่าตื่นเต้นด้วยเหตุผลอื่นอีกด้วย ไม่เพียงแต่เป็นรังสีคอสมิกอิเล็กตรอนและโพซิตรอน (CRe) ที่มีพลังมากที่สุดเท่าที่เคยตรวจพบ แต่ข้อมูลยังชี้ให้เห็นว่าอนุภาคเหล่านี้ไม่สามารถก่อตัวอยู่ห่างจากโลกมากเกินไป สิ่งใดก็ตามที่กำลังเร่งอนุภาคเหล่านี้อยู่ใกล้ๆ เรียกได้ว่าเป็นกาแล็กซี

“นี่เป็นผลลัพธ์ที่สำคัญ เนื่องจากเราสามารถสรุปได้ว่า CRe ที่วัดได้น่าจะมาจากแหล่งกำเนิดเพียงไม่กี่แห่งในบริเวณใกล้กับระบบสุริยะของเราเอง ซึ่งอยู่ห่างออกไปสูงสุดไม่กี่ 1,000 ปีแสง ซึ่งเป็นระยะทางที่น้อยมากเมื่อเทียบกับ ขนาดกาแล็กซีของเรา” แคธริน เอ็กเบิร์ตส์ จากมหาวิทยาลัยพอทสดัม หนึ่งในผู้เขียนงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง กล่าวในรายงานคำแถลง-

รังสีคอสมิกที่มีพลังงานมากที่สุดจะถูกเร่งในเหตุการณ์ที่มีพลังงานสูงมาก เช่น รอบหลุมดำมวลมหาศาล แต่สิ่งเหล่านี้อยู่ห่างออกไปหลายล้านปีแสง วัตถุที่มีสนามแม่เหล็กมหาศาล เช่น พัลซาร์หรือซากซูเปอร์โนวาประเภทอื่นอาจเป็นต้นเหตุที่นี่ พัลซาร์ที่ใกล้ที่สุดอยู่ห่างออกไป 510 ปีแสง

“เราสามารถกำหนดข้อจำกัดที่รุนแรงเกี่ยวกับต้นกำเนิดของอิเล็กตรอนในจักรวาลเหล่านี้ด้วยการวิเคราะห์โดยละเอียดของเราเป็นครั้งแรก” ศาสตราจารย์เวอร์เนอร์ ฮอฟมานน์ จาก Max-Planck-Institut für Kernphysik ผู้เขียนร่วมของการศึกษากล่าวเสริม

“ฟลักซ์ที่ต่ำมากที่ TeV ขนาดใหญ่จำกัดความเป็นไปได้ของภารกิจในอวกาศเพื่อแข่งขันกับการวัดนี้ ด้วยเหตุนี้ การตรวจวัดของเราจึงไม่เพียงแต่ให้ข้อมูลในช่วงพลังงานที่สำคัญและยังไม่ได้สำรวจก่อนหน้านี้ ซึ่งส่งผลต่อความเข้าใจของเราเกี่ยวกับพื้นที่ใกล้เคียง แต่ยังมีแนวโน้มที่จะยังคงเป็นเกณฑ์มาตรฐานสำหรับปีต่อๆ ไป” Mathieu de Naurois นักวิจัย CNRS จาก Laboratoire เลพรินซ์-ริงเกต์ กล่าวเสริม

เมื่อรังสีแกมมาหรือรังสีคอสมิกพลังงานสูงกระทบชั้นบรรยากาศ พวกมันสามารถสร้างอนุภาคทุติยภูมิจำนวนมากที่เคลื่อนที่เร็วกว่าแสงในอากาศ (ไม่เร็วกว่าแสงในสุญญากาศ!) กระบวนการนี้ทำให้เกิดแสงที่เรียกว่า- HESS ศึกษารังสีแกมมาที่ตกสู่ชั้นบรรยากาศเป็นหลัก แต่ก็สามารถวัดรังสีเชอเรนคอฟที่เกิดจากรังสีคอสมิกพลังงานสูงที่เคลื่อนที่ผ่านชั้นบรรยากาศได้เช่นกัน นั่นคือวิธีการค้นพบอนุภาคที่ทำลายสถิติเหล่านี้

บทความอธิบายผลลัพธ์ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารจดหมายทบทวนทางกายภาพ-