Ученые обнаружили неопознанный источник высокоэнергетических космических лучей, бомбардирующих Землю из космоса. «Это большое открытие», - говорит Джон Вефель из Университета штата Луизиана и главный исследователь ATIC, усовершенствованного тонкого ионизационного калориметра, аэростата, финансируемого НАСА, над Антарктидой. «Впервые мы увидели дискретный источник ускоренных космических лучей, выделяющихся из общего галактического фона».
Новые результаты показывают неожиданный избыток электронов космических лучей с очень высокой энергией - 300-800 миллиардов электрон-вольт - которые должны исходить от ранее неизвестного источника или от уничтожения очень экзотических теоретических частиц, используемых для объяснения темной материи.
«Этот избыток электронов нельзя объяснить стандартной моделью происхождения космических лучей», - сказал Вефель. «Рядом с нами должен быть другой источник, производящий эти дополнительные частицы».
Согласно исследованию, этот источник должен находиться на расстоянии около 3000 световых лет от Солнца. Это может быть экзотический объект, такой как пульсар, мини-квазар, остаток сверхновой или черная дыра средней массы.
«Электроны космических лучей теряют энергию во время своего путешествия по галактике, - сказал Джим Адамс, руководитель исследований ATIC в Центре космических полетов НАСА им. Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама, - эти потери увеличиваются с ростом энергии электронов. При энергиях, измеренных нашим прибором, эти потери энергии подавляют поток частиц из отдаленных источников, что помогает выделять близлежащие источники ».
Ученые, однако, указывают, что таких объектов вблизи нашей Солнечной системы немного.
«Эти результаты могут быть первыми признаками очень интересного объекта возле нашей солнечной системы, ожидающего изучения другими приборами», - сказал Вефель.
Альтернативное объяснение состоит в том, что избыток электронов высоких энергий может быть результатом аннигиляции очень экзотических частиц, предложенных для объяснения темной материи. В последние десятилетия ученые узнали, что материал, из которого состоит вселенная вокруг нас, составляет лишь около пяти процентов от его массового состава. Почти 70 процентов вселенной состоит из темной энергии (так называемой, потому что ее природа неизвестна). Оставшиеся 25 процентов массы действуют гравитационно, как обычная материя, но мало что делают, поэтому ее обычно не видно.
Природа темной материи не понятна, но несколько теорий, описывающих, как гравитация работает на очень малых квантовых расстояниях, предсказывают экзотические частицы, которые могут быть хорошими кандидатами в темную материю.
«Уничтожение этих экзотических частиц друг с другом приведет к образованию нормальных частиц, таких как электроны, позитроны, протоны и антипротоны, которые могут наблюдать ученые», - сказал Юн-Сук Сео, руководитель ATIC в Университете штата Мэриленд, Колледж-Парк.
Эксперимент ATIC весом 4300 фунтов проводится на высоте около 124 000 футов над Антарктидой с использованием воздушного шара, заполненного гелием, примерно такого же размера, как внутренняя часть Супердоума в Новом Орлеане. Целью проекта является изучение космических лучей, которые в противном случае были бы поглощены в атмосферу.
Исследователи из ATIC опубликовали результаты в номере журнала Nature от 20 ноября.
Источники: НАСА, [электронная почта защищена]
