Откриването на източник на космически лъчи е триумф на „астрономията с многопосетители“

Blazar взривяване на неутрино

Блазар ускорява протоните (жълтото р) до енергийните нива на космическите лъчи, като инициира сложна квантова каскада, която също освобождава гама лъчи (магента) и неутрино (синьо), които следват прави пътища през пространството. Свързаното откриване на тези две частици позволи на астрономите да идентифицират блазара като източник на космически лъчи. (Изображение кредит: IceCube/НАСА)



Космическите лъчи пътуват до Земята с относителна скорост от дълбокия космос, но техният произход озадачава астрономите повече от век. Вчера (12 юли) международен екип от учени обяви, че има проследи свързана частица до нейния произход , разкривайки за първи път един източник на космически лъчи.

Откритието е триумф на многоместна астрономия , в който учените използват множество видове сигнали-в този случай електромагнитни вълни и призрачни частици, известни като неутрино-за изследване на космологични въпроси, на които е невъзможно да се отговори по старомодния начин (с едно съобщение).

Ерата на мултимедийните астрономии настъпи през октомври 2017 г., когато изследователите обявиха, че са наблюдавали гравитационни вълни и светлина, излъчвани от двойка сливащи се неутронни звезди . И тенденцията продължава с новото откритие. [ Проследяване на неутрино до неговия източник: Откритието в снимки ]



„Днес сме много развълнувани да съобщим [че] сега знаем нещо за космическите ускорители при съвместното откриване на неутрино и гама лъчи“, каза Реджина Капуто, която работи върху космическия телескоп на Ферми на НАСА, по време на пресконференция вчера.

Астрономите отдавна търсят способността да синтезират множество видове сигнали. На пресконференцията астрофизикът Размик Мирзоян от Института по физика на Макс Планк в Мюнхен, Германия, припомни дискусиите с колегите си преди десетилетия.

„Те казваха:„ По някое време в бъдеще може би ще стане възможно да се измерват източници не само в електромагнитния спектър, но и ... с наземни инструменти [откриващи] неутрино “, каза Мирзоян. 'И съм много щастлив, защото днес това става реалност.'

Космическа мистерия



Още през 1780-те години френският физик Шарл-Августин дьо Кулон забелязва, че заредените частици неутрализират електрическия заряд на някои от експериментите му. През 1912 г. австрийският учен Виктор Хес за първи път демонстрира, че тези частици пристигат от космоса. Той използва балон с горещ въздух, за да вземе детектор високо в небето, където скоро наблюдава почти три пъти повече йонизираща радиация, отколкото на нивото на земята. Това показва, че мистериозните частици идват отгоре.

Това вече го знаем космически лъчи се състоят от различни субатомни частици: отрицателно заредени електрони и положително заредени протони и атомни ядра. Някои космически лъчи имат енергия, която далеч надхвърля това, което можем да постигнем дори в нашите най -големи ускорители на частици. Много малко явления във Вселената могат да ускорят частиците до тези скорости, което просто допълва загадката на явлението.

Квантилиони космически лъчи бомбардират Земята от космоса всяка секунда. Но е почти невъзможно да се проследят пътищата на тези атомни фрагменти до техните източници. Повечето от тях се разбиват на атоми в горната атмосфера, създавайки каскада от вторични частици, които валят на повърхността от различни посоки. Нещо повече, повечето космически лъчи носят електрически заряд, което означава, че пътят им се променя всеки път, когато срещнат магнитно поле. Космосът е изпълнен с магнитни полета, от относително слабата магнитосфера на нашата планета до мощни магнитни вихри, генерирани от магнитари.



Предизвикателството при проследяването на космическите лъчи е точно типът проблем, с който астрономията с множество изпращачи може да се справи най -плодотворно. Признавайки границите на откриване на космически лъчи, астрономите биха могли да изместят енергията си към друг източник на информация.

Астрономията за многократни предавания включва синтезиране на информация от множество източници. Понастоящем астрономите могат да събират данни от тези четири пратеника. Тук гама лъчите заменят целия електромагнитен спектър, който обхваща радиовълните, чрез оптична светлина, до гама лъчи.

Астрономията за многократни предавания включва синтезиране на информация от множество източници. Понастоящем астрономите могат да събират данни от тези четири пратеника. Тук гама лъчите заменят целия електромагнитен спектър, който обхваща радиовълните, чрез оптична светлина, до гама лъчи.(Изображение кредит: IceCube Collaboration)

Неутрино: Тихи пратеници

Неутрино също валят на Земята в изумителни числа всяка секунда. Тези странни частици, които нямат електрически заряд и са почти без маса, могат да преминат през цели галактики без никакво взаимодействие. Когато учените открият неутрино, неговият път води обратно до неговия произход.

Това се оказа благодат за астрономите, тъй като е известно, че процесите, които ускоряват протоните до енергийните нива, наблюдавани в космическите лъчи, генерират високоенергийни неутрино. Точно такъв тип неутрино е обсерваторията IceCube Neutrino, разположена на станцията Южен полюс Амундсен-Скот, открита на 22 септември 2017 г.

В рамките на минути след откриването на частицата IceCube автоматично алармира други обсерватории, които след това фокусират наблюденията си към района, откъдето е дошло неутриното, според изявление от Deutsches Elektronen-Synchrotron , изследователски център за ускорители на частици в Хамбург, Германия.

Каскадата от дейности отразява усилията, положени след откриването на гравитационните вълни миналата година. Бързо предупреждение, изпратено от един тип обсерватория-в този случай детектор на гравитационни вълни-позволи на другите да проследят наблюдението в широк спектър от различни сигнали. Събитията доведоха до първото мултимедийно наблюдение на сливане на неутронни звезди, което даде богата информация за тези свръх плътни небесни обекти. [Сблъсъкът на неутронна звезда направи ли черна дупка? ]

В неотдавнашното откритие електромагнитните сигнали от гама лъчи до радиовълни разкриха, че неутриното идва от въртяща се свръхмасивна черна дупка в центъра на галактика на около 4 милиарда светлинни години от нас. Случи се така, че една от струите високоенергийни частици, стрелящи далеч от черната дупка, сочи директно към Земята. Астрономите наричат ​​тези обекти блазари , и въпреки че не са най -мощните явления във Вселената, те със сигурност имат енергия да ускорят протона до скоростите, наблюдавани в космическите лъчи.

„Интересно е, че в общността на астрофизиците имаше общ консенсус, че блазарите е малко вероятно да бъдат източници на космически лъчи и ето ни тук“, каза водещият учен на IceCube Франсис Халцен, доцент по физика в Университета на Уисконсин-Мадисън, се казва в изявление . 'Сега ние идентифицирахме поне един източник, който произвежда космически лъчи с висока енергия, защото произвежда космически неутрино.'

Комбинирането на информация от различни пратеници обещава да предостави на учените още повече прозрения в бъдеще.

'Все още не сме идентифицирали неутрино във връзка със събития на гравитационните вълни', каза Олга Ботнер, астрофизик и бивш говорител на експеримента IceCube, по време на вчерашната пресконференция. 'Но ние вярваме, че това е откритие, което ни чака точно зад ъгъла.'

Следвайте Харисън Тасоф @harrisontasoff . Последвай ни @Spacedotcom , Facebook и Google+ . Оригинална статия на demokratija.eu .