اكتشف علماء الفلك واحدة من أقوى الأشعة الكونية التي تم رصدها على الإطلاق، والتي تم إرسالها إلى الأرض من جزء غامض من الفضاء السحيق.
تحمل هذه الظاهرة الكونية طاقة قدرها 240 كوينتيليون إلكترون فولت، أي 240 مليار مليار (متبوعة بـ 18 صفرًا).
وعلى سبيل المقارنة، تبلغ قوة صاعقة البرق النموذجية حوالي 300 مليون فولت.
وتم اكتشاف الشعاع الكوني – المسمى أماتراسو، على اسم إلهة الشمس في الأساطير اليابانية – بواسطة نظام تلسكوب في ولاية يوتا في مايو 2021 من قبل العلماء الذين وصفوه بأنه “غير مسبوق” في العصر الحديث.
فضلاً عن كونها واحدة من أقوى الأشعة الكونية التي تم رصدها على الإطلاق، فمن المحتمل أن تكون أماتيراسو قد نشأت من ممر غير مرئي، أو “فراغ… في الكون”.
استخدم العلماء مصفوفة التلسكوب في ولاية يوتا لتتبع اتجاه الأشعة الكونية ذات الطاقة الفائقة عن طريق تسجيل أجهزة الكشف التي أضاءت وبأي ترتيب. المشكلة هي أنهم ما زالوا لا يعرفون من أين أتوا
الأشعة الكونية عبارة عن مجموعات من الجزيئات الصغيرة عالية الطاقة التي تتحرك عبر الفضاء بسرعة تقارب سرعة الضوء.
يتم اكتشافها بشكل متكرر بواسطة الأجهزة الموجودة على الأرض وعادةً ما تكون نتيجة للتوهجات الشمسية أو الانفجارات الشمسية.
لكن العلماء يقولون إن أماتيراسو لا يمكن أن تكون قد نشأت إلا من أقوى الأحداث السماوية، وهي أكبر بكثير من انفجار نجم.
البروفيسور توشيهيرو فوجي من جامعة أوساكا ميتروبوليتان في اليابان، الذي لاحظ الظاهرة التي التقطتها تجربة مصفوفة التلسكوب في ولاية يوتا.
وقال: “عندما اكتشفت هذا الشعاع الكوني فائق الطاقة لأول مرة، اعتقدت أنه لا بد أن يكون هناك خطأ، لأنه أظهر مستوى طاقة غير مسبوق في العقود الثلاثة الماضية”.
“لم يتم تحديد أي جسم فلكي واعد يطابق الاتجاه الذي وصل منه الشعاع الكوني، مما يشير إلى احتمالات وجود ظواهر فلكية غير معروفة وأصول فيزيائية جديدة خارج النموذج القياسي.”
وقال جون ماثيوز، أستاذ الأبحاث في قسم الفيزياء وعلم الفلك بجامعة يوتا في الولايات المتحدة: “الأشياء التي يعتقد الناس أنها نشطة، مثل المستعرات الأعظم، ليست قريبة بما يكفي من الطاقة للقيام بذلك”.
“أنت بحاجة إلى كميات هائلة من الطاقة، ومجالات مغناطيسية عالية جدًا لحصر الجسيم أثناء تسارعه.”
عند 240 كوينتيليون إلكترون فولت، يتمتع جسيم أماتيراسو بطاقة ثانية بعد جسيم يا إلهي، وهو شعاع كوني آخر عالي الطاقة تم اكتشافه في عام 1991، ويمتلك 320 ألف إلكترون فولت من الطاقة.
عندما تضرب الأشعة الكونية ذات الطاقة العالية الغلاف الجوي للأرض، فإنها تطلق سلسلة من الجسيمات الثانوية والإشعاع الكهرومغناطيسي فيما يعرف بوابل هوائي واسع النطاق.
وتتحرك بعض الجسيمات المشحونة الموجودة في وابل الهواء بسرعة أكبر من سرعة الضوء، منتجة نوعًا من الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يمكن اكتشافه بواسطة أدوات متخصصة.
أحد هذه الأدوات هو مرصد مصفوفة التلسكوب في ولاية يوتا بالولايات المتحدة، الذي عثر على جسيم أماتيراسو.
ويبدو أن هذا الحدث الغامض قد خرج من الفراغ المحلي، وهي منطقة فارغة من الفضاء تحد مجرة درب التبانة.
ويشير الخبراء إلى أن هذا قد يشير إلى انحراف مغناطيسي أكبر بكثير مما كان متوقعا، أو مصدر غير معروف في الفراغ المحلي، أو فهم غير كامل لفيزياء الجسيمات عالية الطاقة.
وقال البروفيسور ماثيوز: “إن الجسيمات ذات طاقة عالية جدًا، ولا ينبغي أن تتأثر بالمجالات المغناطيسية المجرية وخارجها”.
“يجب أن تكون قادرًا على الإشارة إلى المكان الذي أتوا منه في السماء.”
“ولكن في حالة جسيم يا إلهي وهذا الجسيم الجديد، يمكنك تتبع مساره إلى مصدره ولا يوجد شيء عالي الطاقة بما يكفي لإنتاجه.”
“هذا هو سر هذا – ما الذي يحدث بحق الجحيم؟”
ويأملون أن يمهد جسيم أماتيراسو الطريق لمزيد من الأبحاث التي يمكن أن تساعد في تسليط الضوء على الأشعة الكونية فائقة الطاقة ومن أين تأتي.
وقال جون بيلز، الأستاذ في قسم الفيزياء وعلم الفلك بجامعة يوتا: “تبدو هذه الأحداث وكأنها قادمة من أماكن مختلفة تماما في السماء”.
“ليس الأمر كما لو أن هناك مصدرًا غامضًا واحدًا.”
“يمكن أن يكون ذلك عيوبًا في بنية الزمكان، واصطدام الأوتار الكونية.
“أعني أنني فقط أتحدث عن الأفكار المجنونة التي يطرحها الناس لأنه لا يوجد تفسير تقليدي.”
مصفوفة التلسكوب عبارة عن مرصد أرضي يغطي حوالي 700 كيلومتر مربع من الصحراء في ولاية يوتا.
تسقط UHECRs مرة واحدة فقط كل قرن لكل كيلومتر مربع، لذلك يتطلب الأمر أداة بهذا الحجم لاكتشاف ولو واحدة.
ظهرت الدراسة يوم الخميس في المجلة علوم.