După un secol, cercetătorii au descoperit regula ascunsă care guvernează razele cosmice

Adaugă-ne ca sursă preferată

Urmărește-ne in Discover

Un mister cosmic ce durează de mai bine de un secol începe să ofere indicii noi, pe măsură ce cercetătorii descoperă un tipar surprinzător de constant în comportamentul particulelor de înaltă energie care traversează universul.

La mai bine de 100 de ani de la descoperirea lor, razele cosmice continuă să îi pună la încercare pe oamenii de știință. Aceste particule extrem de energetice călătoresc prin cosmos din surse îndepărtate și puternice. Telescopul spațial DAMPE (Dark Matter Particle Explorer) lucrează pentru a le înțelege mai bine, inclusiv pentru a determina dacă materia întunecată joacă un rol în formarea lor.

Acest proiect internațional, care include participarea Universității din Geneva (UNIGE), a scos acum la iveală un indiciu crucial. Cercetătorii au identificat o trăsătură comună acestor particule, iar rezultatele au fost publicate în revista Nature.

Razele cosmice sunt particulele cu cea mai mare energie detectate vreodată, depășind cu mult orice nivel produs de acceleratoarele create de om pe Pământ. Originile lor rămân incerte, deși savanții suspectează că sunt create în medii extreme, cum ar fi exploziile de supernove, jeturile emise de găurile negre sau pulsarii, scrie SciTechdaily.

Un tipar surprinzător

Lansat în decembrie 2015, telescopul spațial DAMPE a fost proiectat să investigheze aceste întrebări. Prin analizarea unor date de înaltă precizie, cercetătorii au descoperit un model consistent în distribuția energiei nucleelor primare ale razelor cosmice, de la protoni până la fier.

„Razele cosmice sunt compuse în principal din protoni, dar și din nuclee de heliu, carbon, oxigen și fier”, explică Andrii Tykhonov, profesor asociat la UNIGE și co-autor al studiului. „Aceste particule sunt clasificate în funcție de energia lor: joasă, medie și înaltă (de la 1.000 de miliarde de electronvolți în sus).”

Echipa a descoperit că numărul de particule scade mult mai brusc după un anumit nivel de energie. Acest efect, cunoscut sub numele de „înmuiere spectrală”, reflectă un declin mai abrupt decât scăderea graduală observată în mod normal pe măsură ce energia crește.

Această schimbare are loc la o rigiditate de aproximativ 15 TV (teraelectronvolți). Rigiditatea descrie cât de mult este influențată traiectoria unei particule de câmpurile magnetice.

Locul de origine al razelor cosmice

Faptul că acest tipar se repetă la aceeași valoare a rigidității pentru diferite tipuri de nuclee susține modelele în care atât accelerarea, cât și mișcarea razelor cosmice depind de rigiditate. Teoriile concurente sunt acum puternic contestate de date, cu un nivel de încredere de 99,999%.

Cercetătorii de la UNIGE au jucat un rol cheie în acest studiu, dezvoltând metode avansate de inteligență artificială pentru a reconstrui evenimentele particulelor și pentru a măsura fluxurile de protoni și heliu.

De asemenea, echipa a condus dezvoltarea unui instrument major al DAMPE, Silicon-Tungsten Tracker (STK), care permite trasarea precisă a căilor particulelor și măsurarea sarcinii acestora.

Aceste descoperiri îi aduc pe oamenii de știință mai aproape de înțelegerea locului de origine al razelor cosmice și a modului în care acestea călătoresc prin galaxie. Rezultatele impun noi limite teoriilor despre accelerarea particulelor în mediile astrofizice extreme și îmbunătățesc modelele despre modul în care aceste particule se deplasează prin spațiul interstelar.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Așezare subterană grecească veche de 2.500 de ani, dezvăluită cu raze cosmice

Arheologii folosesc raze cosmice pentru a scana Marea Piramidă din Giza

Razele cosmice au transformat nisipul antic într-o mașină a timpului

Cum au trecut razele cosmice prin atmosfera Pământului acum 41.000 de ani?