يبحث العلماء في أصل أحد أكثر الجسيمات نشاطًا التي شوهدت على الإطلاق وهي تضرب الأرض من الفضاء. وتم اكتشاف جسيم أماتيراسو، الذي سمي على اسم إلهة الشمس اليابانية، لأول مرة في عام 2021، وهو يحمل طاقة أكبر بـ 40 مليون مرة من الجسيمات التي تم تسريعها بواسطة أكبر وأقوى مسرع الجسيمات في العالم، وهو مصادم الهادرونات الكبير (LHC).
أماتيراسو هي مثال للأشعة الكونية، وهي جسيمات مشحونة بالطاقة تتسابق عبر الفضاء بسرعة تقارب سرعة الضوء. وهو ثاني أكثر الأشعة الكونية نشاطًا التي تم اكتشافها على الإطلاق بعد جسيم “يا إلهي”، الذي تم اكتشافه في عام 1991. مثل هذه الجسيمات عالية الطاقة نادرة للغاية، مما يعني أن العلماء يرغبون بشدة في فهم أصولها – التي يُعتقد حاليًا أنها تنطوي على حطام كوكب الأرض. سوبر نوفا الانفجارات والمناطق المركزية للمجرات تهيمن عليها التغذية الفائقة الكتلة الثقوب السوداء.
أدخل فرانشيسكا كابيل ونادين بوريش، الباحثين في معهد ماكس بلانك للفيزياء، الذين وجدوا أن أصول أماتراسو قد لا تكون محصورة في الفراغ المحلي. وبدلاً من ذلك، ربما يكون هذا الجسيم عالي النشاط قد خرج من أ يتراوح البيئات الكونية المحلية نسبيا.
“تشير نتائجنا إلى أنه بدلاً من أن يكون مصدره منطقة منخفضة الكثافة من الفضاء مثل الفراغ المحلي، فمن المرجح أن يكون جسيم أماتراسو قد تم إنتاجه في مجرة قريبة لتشكل النجوم مثل M82.” قال في بيان.
ظهرت النتائج التي توصل إليها الثنائي من خلال نهج جديد يعتمد على البيانات، مما سمح لهم بتتبع المسار المحتمل للأماتيراسو عبر الكون. ونظر الفريق في رحلة هذا الشعاع الكوني عالي الطاقة عبر الفضاء تحت تأثير المجالات المغناطيسية باستخدام تقنية إحصائية تسمى في الأبعاد الثلاثة تسمى الحساب البايزي التقريبي.
وقال بوريش: “يعمل هذا النهج من خلال مقارنة نتائج عمليات المحاكاة الواقعية القائمة على الفيزياء مع بيانات الرصد الفعلية لاستنتاج مواقع المصدر الأكثر احتمالا”.
كانت نتيجة هذا التحليل عبارة عن مجموعة من “الخرائط الاحتمالية” التي تعود جميعها إلى نقاط أصل أماتراسو المحتملة خارج الفراغ المحلي. ومع ذلك، فإن البحث له آثار تتجاوز أصول هذا الجسيم الإلهي الاستثنائي. يمكن أن تساعد النتائج التي توصل إليها الفريق في تحديد الأحداث الكونية القوية والعنيفة بشكل أفضل والتي تعمل كمصانع للأشعة الكونية عالية الطاقة.
وقال كابيل: “إن استكشاف الأشعة الكونية ذات الطاقة العالية يساعدنا على فهم أفضل لكيفية تسريع الكون للمادة إلى مثل هذه الطاقات، وكذلك تحديد البيئات حيث يمكننا دراسة سلوك المادة في مثل هذه الظروف القاسية”. “هدفنا هو تطوير أساليب التحليل الإحصائي المتقدمة لاستغلال البيانات المتاحة إلى أقصى إمكاناتها والحصول على فهم أعمق للمصادر المحتملة لهذه الجسيمات النشطة.”
تم نشر نتائج الفريق في 28 يناير مجلة الفيزياء الفلكية.
التعليقات