2月 21, 2024

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科学者らは、ユタ州で観測された謎の宇宙線は銀河系の外から来たものだと主張している

科学者らは、ユタ州で観測された謎の宇宙線は銀河系の外から来たものだと主張している

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ソルトレイクシティ — 強力な宇宙線の謎の起源を解明しようとしている宇宙科学者たちは、天の川銀河の外から地球に飛来したと考えられる非常に珍しい高エネルギー粒子を発見した。

研究著者らによると、肉眼では見えないこの素粒子のエネルギーは、腰の高さからつま先にレンガを落とすのと同等だという。 新しい検索 この論文は木曜日にサイエンス誌に掲載された。 この研究では、これが1991年に発見された、これまでに観測された中で最もエネルギーの高い宇宙線に匹敵することが判明した。

宇宙線は、宇宙空間を伝わり、常に地球に降り注ぐ荷電粒子です。 太陽からは低エネルギーの宇宙線が放出されますが、超高エネルギーの宇宙線は例外です。 彼らは他の銀河や銀河系外の源から地球にやって来ると考えられています。

「手を伸ばすと、(宇宙線が)毎秒手のひらを通過しますが、これは本当に低エネルギーのものです」と、研究共著者でユタ大学の研究教授ジョン・マシューズ氏は言う。

「これらの高エネルギー(宇宙線)を受け取ると、その量は1世紀に1平方キロメートルあたり1本に相当します。それらは決して人の手を通過しません。」

長年の研究にもかかわらず、これらの高エネルギー粒子の正確な起源は不明のままです。 それらは、ブラックホール、ガンマ線バースト、活動銀河核を伴う現象など、宇宙で最もエネルギーの高い現象と関連していると考えられていますが、これまでに発見されている最大の現象は、真空または何もない空間、つまり激しい天体から発生しているようです。力は存在しません。 出来事が起こりました。

高エネルギー宇宙線の追跡

新たに発見されたこの粒子は、日本の神話に登場する太陽の女神にちなんで「アマテラス粒子」と呼ばれ、テレスコープアレイとして知られるユタ州西部の砂漠にある宇宙線観測所によって観測された。

2008 年に運用が開始されたこの望遠鏡アレイは、卓球台ほどの大きさの 507 台の表面検出器で構成され、270 平方マイルのエリアをカバーします。 研究によれば、30本以上の高エネルギー宇宙線が検出されたが、2021年5月27日にユタ州上空の大気圏に衝突し、二次粒子が地球に落下し、検出器で検出されたアマテラス粒子よりも大きなものはなかったという。

「各検出器に当たる粒子の数を見ると、一次宇宙線のエネルギーがわかります」とマシューズ氏は言う。

このイベントは 23 台の表面検出器を励起し、そのエネルギーは約 244 eV と計算されました。 これまでに観測された最もエネルギーの高い宇宙線は、30 年以上前に検出され、320 eV でした。

参考までに、1 エクサ電子ボルトは 10 億ギガ電子ボルトに相当し、1 ギガ電子ボルトは 10 億電子ボルトに相当します。 これにより、アマテラス粒子は 244,000,000,000,000,000,000 MeV になります。 比較すると、オーロラ内の電子の典型的なエネルギーは 40,000 MeV です。 NASAによると

高エネルギー宇宙線は、粒子加速器などの人工粒子加速器の数千万倍のエネルギーを運びます。 大型ハドロン衝突型加速器ニューヨーク大学の物理学教授グレニス・ファラー氏は、これはこれまでに作られた中で最も強力な加速器だと説明した。

「必要とされているのは、非常に高い磁場を持つ領域です。超大型の LHC のようなものですが、自然のものです。必要とされる条件は本当に例外的なものであり、磁場源は非常に非常に稀であり、粒子は広大な宇宙全体に点在しています。 「粒子は広大な宇宙全体に散らばっているため、研究には関与していません。小惑星が地球に衝突する可能性は非常に低いです。」とファラー氏は電子メールで述べた。

大気は主に、宇宙線を含む粒子による有害な影響から人間を守っています。 場合によってはコンピュータの誤作動を引き起こすこともあります。 粒子、およびより広範な宇宙放射線は、DNA に構造的損傷を引き起こし、多くの細胞プロセスを変化させる可能性があり、宇宙飛行士に大きなリスクをもたらします。 NASAによると

謎のソース

これらの超エネルギー粒子の源は科学者を困惑させています。

記録上最大の2つの宇宙線は「ある意味ランダムに」出現した――その経路をたどると、そのような粒子を生成するのに十分な高エネルギーのものはないようだと、テレスコープ・アレイ・コラボレーションの広報担当者マシューズは述べた。 具体的には、アマテラス粒子は、天の川に隣接する宇宙の空の領域、いわゆるローカルボイドから発生したようです。

「この 2 つのより高エネルギーの出来事、つまり私たちが発見したばかりの 1991 年の粒子を見てみると、それらは何も指し示していないようです。それらは比較的近くにある何かに違いありません。可視望遠鏡を使用している天文学者にはそれらを見ることができません。」 」 「本当に大規模で暴力的なものなら何でも」とマシューズ氏は語った。

「それは、地元の何もない空間のような場所から来ています。それは空洞です。それで、何が起こっているのでしょうか?」

望遠鏡アレイの拡張により、いくつかの答えが得られる可能性があります。 完成すると、500個の新しい検出器により、望遠鏡アレイは1,120平方マイルのエリア(惑星地球とほぼ同じサイズ)にわたって宇宙線によって生成される粒子のシャワーを捕捉できるようになります。 ロードアイランドユタ大学の声明によると。

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