دانشمندان همچنان در حال ردیابی منشا ذره مرموز پرتو کیهانی آماتراسو هستند

دانشمندان همچنان در حال ردیابی منشأ ذره مرموز پرتو کیهانی آماتراسو هستند که در سال ۲۰۲۱ شناسایی شد. با این حال، سرنخ‌های تازه‌ای برای یافتن مبدأ این مهمان فوق‌پرانرژی فضایی به دست آمده است.

اشعه کیهانی یا ذرات کیهانی، حامل اطلاعاتی از کیهان هستند و از پدیده‌هایی با انرژی بسیار بالا نشأت می‌گیرند. کشف ذراتی مانند آماتراسو به درک بهتر چگونگی شتاب‌گیری ماده در کیهان و درک بهتر جهان هستی کمک می‌کند.

کشف ذره آماتراسو و معمای اولیه

در ماه مه سال ۲۰۲۱، پروژه تلسکوپ آرایه‌ای (Telescope Array Project – TAP) در ایالت یوتا، یک ذره مرموز پرتو کیهانی آماتراسو را شناسایی کرد. این ذره با انرژی بیش از ۲۴۰ اگزالکترون‌ولت (EeV)، دومین ذره پر انرژی کیهانی کشف‌شده در تاریخ بود. ابتدا تصور می‌شد این ذره از خلاء محلی (Local Void)، ناحیه‌ای وسیع و کم‌تراکم در فضا، سرچشمه می‌گیرد که خود یک معمای بزرگ بود، زیرا این منطقه فاقد منابع لازم برای تولید چنین ذراتی است.

رویکرد جدید برای یافتن منشأ

فرانسسکا کاپل و نادین بوریش از موسسه ماکس پلانک برای فیزیک (MPP)، با ترکیب شبیه‌سازی‌های پیشرفته و روش‌های آماری نوین، گامی مهم برای حل این معما برداشتند. آن‌ها نقشه‌های سه‌بعدی از انتشار اشعه کیهانی و تعاملات آن با میدان‌های مغناطیسی راه شیری تهیه کردند. این پژوهش راه را برای کشفیات تازه هموار کرد.

بیشتر بخوانید

• تئوری جدید: جهان ما شاید آینه‌ای از یک پادجهان پیش از مهبانگ باشد
• آیا حفره‌های کیهانی واقعا خالی هستند؟

کهکشان سیگار M82؛ کاندیدای جدید

تحلیل‌های جدید نشان می‌دهد که منشأ پرتو کیهانی آماتراسو احتمالاً نه در خلاء محلی، بلکه در محیط‌های کیهانی نزدیک و فعال‌تری قرار دارد. یکی از کاندیداهای اصلی که در این تحلیل‌ها مطرح شده، کهکشان سیگار M82 است که در فاصله حدود ۱۲ میلیون سال نوری از زمین واقع شده و یک کهکشان ستاره‌ساز محسوب می‌شود. بوریش اشاره می‌کند که این ذره به احتمال زیاد در یک کهکشان ستاره‌ساز نزدیک مانند M82 تولید شده است.

نتایج و انتشار یافته‌ها

این رویکرد ترکیبی از فیزیک و مشاهدات واقعی، علاوه بر گشودن راهی نو برای ردیابی ذرات کیهانی فوق‌پرانرژی (UHE)، به درک عمیق‌تر از چگونگی شتاب‌گیری ماده به چنین انرژی‌هایی در کیهان کمک می‌کند. یافته‌های این دانشمندان در ۲۸ ژانویه در مقاله‌ای با عنوان “فراتر از خلاء محلی: جستجوی داده‌محور برای منشأ ذره آماتراسو” در مجله «اخترفیزیکی» (The Astrophysical Journal) منتشر شد.