Ученые озадачены сигналом высокой энергии, исходящим из, казалось бы, пустого пространства
"Там ничего не было".
В мае 2021 года группа астрономов сделала чрезвычайно редкое открытие: из космоса бьет чрезвычайно высокоэнергетический космический луч, который, как ни странно, кажется, не исходит ниоткуда.
"Когда я впервые обнаружил этот сверхвысокоэнергетический космический луч, я подумал, что, должно быть, произошла ошибка, поскольку он показал невиданный за последние три десятилетия уровень энергии", - сказал в своем заявлении доцент Столичного университета Осаки Тосихиро Фудзии, автор новой работы, опубликованной в журнале Science.
Фудзии имел в виду частицу «О-My-God», которая была обнаружена в октябре 1991 года и остается самым высокоэнергетичным космическим лучом из когда-либо обнаруженных.
Космические лучи - это высокозаряженные субатомные частицы из космоса, которые могут достигать энергии, примерно в миллион раз превышающей энергию самых мощных ускорителей частиц, когда-либо созданных на Земле.
Несмотря на их невероятную силу, их происхождение до сих пор остается полной загадкой. Прекрасный пример? Космический луч 2021 года, который был назван в честь японской богини Солнца Аматерасу.
"Не было обнаружено ни одного перспективного астрономического объекта, соответствующего направлению, откуда прибыл космический луч, что говорит о возможности неизвестных астрономических явлений и новых физических истоков за пределами Стандартной модели", - говорится в заявлении Fuji.
Фудзи сотрудничает с международной группой ученых, известной как эксперимент Телескопа Array. С 2008 года эта группа преследует космические лучи сверхвысоких энергий с помощью обсерватории в штате Юта, состоящей из 507 поверхностных детекторов, расположенных на площади 270 квадратных миль.
Именно там они обнаружили необычный сигнал Аматерасу 2021 года. При мощности 240 эксаэлектронвольт он был настолько мощным, что сравнялся с частицей 1991 года "О-My-God", которая была измерена при мощности около 320 эксаэлектронвольт.
Несмотря на то, что это второй по мощности космический луч из когда-либо обнаруженных, Фудзи и его команда столкнулись с трудностями при попытке определить источник Аматерасу. Согласно расчетам команды, луч пришел из относительно пустого уголка Вселенной, где находится всего несколько разбросанных галактик.
"Там ничего не было", - сказал Фудзи в интервью.
Этот недоуменный вывод заставил команду предположить, что наше понимание того, как магнитные поля могут влиять на путь этих космических лучей до достижения Земли, может быть изначально несовершенным. Другими словами, Аматерасу могла прилететь из совершенно другого региона.
"Мы думаем, что получили хорошие оценки, но, возможно, мы ошибаемся", - сказал в интервью Nature Клэнси Джеймс, астроном из Университета Кертина в Перте (Австралия), который не принимал участия в исследовании.
Даже такие явления, как сверхновые, "недостаточно энергичны для этого", - сказал соавтор исследования и соавтор Telescope Array Джон Мэтьюс в пресс-релизе университета. "Необходимо огромное количество энергии, очень высокие магнитные поля, чтобы удержать частицу, пока она ускоряется".
Другая возможность: совершенно неизвестные физические процессы могут позволить этим лучам преодолевать еще большие расстояния, чем считалось ранее.
"Кажется, что эти события происходят из совершенно разных мест в небе", - говорит соавтор работы, профессор Университета Юты Джон Белц в пресс-релизе. "Не похоже, что существует один таинственный источник".
"Это могут быть дефекты в структуре пространства-времени, столкновение космических струн", - добавил он. "Я имею в виду, что я просто выплескиваю безумные идеи, которые люди придумывают, потому что нет общепринятого объяснения".
Пока Фудзи и его коллеги надеются получить больше сведений об этих загадочных частицах после модернизации массива телескопов, чтобы сделать его в четыре раза более чувствительным.
Но будет ли у них второй шанс обнаружить еще один космический луч, столь же мощный, как Аматерасу, пока неизвестно.