Fizicienii au dezvăluit pentru prima dată natura celui mai puternic obiect energetic din Univers

Cercetătorii de la Universitatea din Pennsylvania au propus un mecanism pentru a explica natura particulei Amaterasu, unul dintre cele mai puternice obiecte energetic înregistrate vreodată de fizicieni. Potrivit autorilor, apariția sa este asociată cu accelerarea nucleelor ​​mai grele decât fierul în sursele de raze cosmice de ultra-înaltă energie. Lucrarea a fost publicată în prestigioasa jurnală Physical Review Letters. Particula Amaterasu a fost detectată de Telescope Array în 2021 în sud-vestul Statelor Unite, cu o energie de aproximativ 244 de exaelectronvolți. Pentru a o pune în perspectivă, aceasta este comparabilă cu energia cinetică a unei mingi de tenis care călătorește cu 150 de kilometri pe oră, dar concentrată într-o singură particulă subatomică.

Numele „Amaterasu” provine din mitologia japoneză – acesta este numele zeiței soarelui, strămoșul familiei imperiale. Particula a primit acest nume pentru energia sa fără precedent. Pentru fizicieni, a devenit un mister: direcția de sosire a lui Amaterasu nu a indicat niciuna dintre sursele astrofizice cunoscute. Nu exista niciun nucleu galactic activ vizibil, nicio explozie de supernovă, nicio explozie de raze gamma care ar fi putut genera un flux atât de puternic. Particula a venit din vid.

Acest lucru i-a derutat pe oamenii de știință. Dacă cea mai puternică rază cosmică din ultimele decenii provine dintr-o regiune în care nu există surse vizibile, atunci fie modelele noastre sunt greșite, fie ne lipsește ceva în înțelegerea modului în care astfel de particule se accelerează și se propagă.

Fizicianul Kohta Murase și colegii săi au construit un model care explică misterul. Ei au sugerat că sursa Amaterasu nu este obișnuită, ci nuclee ultra-grele – elemente mai grele decât fierul, precum plumbul sau chiar uraniul. Aceste nuclee sunt accelerate în obiecte astrofizice puternice: nuclee galactice active (găuri negre supermasive care absorb materie și emit jeturi uriașe de plasmă) sau grupuri de galaxii (sisteme uriașe legate gravitațional care conțin mii de galaxii).

Când astfel de nuclee grele se mișcă la viteze enorme, se ciocnesc cu fotonii radiației ambientale – particule de lumină care umplu spațiul. În urma acestor ciocniri, apar reacții fotonucleare: nucleele se dezintegrează parțial, eliberând protoni și neutroni individuali cu energie cinetică colosală. Acești nucleoni smulși sunt înregistrați pe Pământ ca raze cosmice de ultra-înaltă energie – inclusiv particula Amaterasu.

Modelul propus de Murase și colegii săi explică nu numai originea particulei, ci și misterul originii acesteia. Când un nucleu greu se descompune într-o reacție fotonucleară, nucleonii rezultați nu călătoresc în linie strict dreaptă de la sursa originală. Ele sunt împrăștiate sub influența câmpurilor magnetice intergalactice – câmpuri magnetice slabe, dar enorme, care pătrund în spațiul dintre galaxii.

Ca urmare, în momentul în care particula ajunge pe Pământ, direcția ei nu mai este orientată către obiectul părinte. Imprăștirea unghiulară poate ajunge la zeci de grade. Prin urmare, detectoarele văd un flux care vine din vid, deși de fapt este generat de o sursă îndepărtată și puternică, care este pur și simplu „lubrifiată” de câmpuri magnetice.

Autorii lucrării subliniază că mecanismul propus poate fi verificat prin observații ulterioare. Dacă modelul lor este corect, atunci grupurile de galaxii și nucleele galactice active ar trebui să fie nu numai surse de raze cosmice de ultra-înaltă energie, ci și surse puternice de raze gamma și neutrini. Razele gamma și neutrinii sunt creați în aceleași procese ca și razele cosmice, dar nu sunt deviați de câmpurile magnetice și vin la noi strict de la sursă.

Următoarea generație de observatoare cu raze gamma și telescoape pentru neutrini, cum ar fi viitorul telescop Vera Rubin și Deep Sea Neutrino Detector, vor fi capabile să detecteze această radiație și să confirme sau să infirme ipoteza. Dacă razele gamma și neutrinii corespunzătoare în energie particulei Amaterasu sunt detectate în direcțiile către grupuri de galaxii, atunci misterul va fi în sfârșit rezolvat.

Particula Amaterasu a fost înregistrată în 2021, dar explicația ei a apărut abia acum. Aceasta arată cât de dificil este știința razelor cosmice să progreseze. Spre deosebire de fotoni (lumină, unde radio, raze gamma), care călătoresc în linie dreaptă, particulele încărcate sunt deviate de câmpurile magnetice. Restabilirea drumului lor este ca și cum ai găsi un ac într-un car de fân și chiar și într-o cameră întunecată. Modelul lui Murase sugerează o modalitate de a face acest lucru – prin observarea radiațiilor gamma și neutrino însoțitoare.

Dacă modelul este confirmat, fizicienii nu vor avea doar o explicație pentru o particulă anormală, ci și un nou instrument pentru studierea celor mai puternice surse din Univers. Nucleele galactice active și clusterele de galaxii sunt adevărate acceleratoare cosmice, accelerând particulele la energii de neatins pe Pământ chiar și în Marele Colisionator de Hadroni. Înțelegerea modului în care funcționează ar putea arunca lumină asupra legilor fundamentale ale fizicii, inclusiv asupra naturii materiei întunecate și a originii razelor cosmice care au bombardat Pământul de miliarde de ani.

Particula Amaterasu a fost una dintre cele mai misterioase, dar acum se pare că și-a găsit explicația. Nu ca o anomalie, ci ca o dovadă a proceselor care au loc în cele mai strălucitoare și mai puternice obiecte din Universul nostru. Singura întrebare este câte astfel de particule „fantomă” au fost deja înregistrate de detectoare, dar așteaptă explicații. Și câte mistere noi ne va prezenta spațiul în următorii ani, când telescoape noi vor începe să funcționeze la putere maximă.

0 Alexeyy 18.06.2026 21:45 [Material] totul se întâmplă pentru prima dată… dar până acum fizicienii nu au rezolvat-o, dar au ghicit… soluția este încă atât de departe…