اكتشف العلماء مصدرا مجهولا للأشعة الكونية عالية الطاقة تقصف الأرض من الفضاء. يقول جون فيفل من جامعة ولاية لويزيانا ، وباحث رئيسي في ATIC ، جهاز قياس التأين الرقيق المتقدم ، وهو أداة محمولة بالبالون من وكالة ناسا على ارتفاع فوق أنتاركتيكا: "هذا اكتشاف كبير". "إنها المرة الأولى التي رأينا فيها مصدرًا منفصلاً للأشعة الكونية المتسارعة تبرز من الخلفية المجرية العامة."
تظهر النتائج الجديدة فائضًا غير متوقع من إلكترونات الأشعة الكونية بطاقة عالية جدًا - 300-800 مليار إلكترون فولت - يجب أن تأتي من مصدر غير معروف سابقًا أو من إبادة الجسيمات النظرية الغريبة جدًا المستخدمة في تفسير المادة المظلمة.
قال فيفل: "لا يمكن تفسير فائض الإلكترون هذا بالنموذج القياسي لأصل الأشعة الكونية". "يجب أن يكون هناك مصدر آخر قريب نسبيًا ينتج هذه الجسيمات الإضافية."
وفقًا للبحث ، يجب أن يكون هذا المصدر في حدود 3000 سنة ضوئية من الشمس. يمكن أن يكون جسمًا غريبًا مثل النجم النابض أو الكوازار الصغير أو بقايا السوبرنوفا أو ثقبًا أسود متوسط الكتلة.
قال جيم أدامز ، رئيس قسم الأبحاث في ATIC في مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لوكالة ناسا في هانتسفيل ، آلا: "تفقد إلكترونات الأشعة الكونية الطاقة خلال رحلتها عبر المجرة. وتزداد هذه الخسائر مع طاقة الإلكترونات. في الطاقات التي يقاسها جهازنا ، فإن خسائر الطاقة هذه تمنع تدفق الجسيمات من المصادر البعيدة ، مما يساعد المصادر القريبة على التميز. "
يشير العلماء ، مع ذلك ، إلى وجود عدد قليل من هذه الأجسام بالقرب من نظامنا الشمسي.
وقال فيفل: "قد تكون هذه النتائج أول مؤشر على وجود جسم مثير للاهتمام بالقرب من نظامنا الشمسي في انتظار أن تدرسه أدوات أخرى".
التفسير البديل هو أن فائض الإلكترونات عالية الطاقة قد ينتج عن إبادة الجسيمات الغريبة جدًا التي تم طرحها لتفسير المادة المظلمة. في العقود الأخيرة ، تعلم العلماء أن نوع المواد التي يتكون منها الكون من حولنا تمثل فقط حوالي خمسة بالمائة من تكوينه الشامل. يتألف ما يقرب من 70 في المائة من الكون من الطاقة المظلمة (تسمى لأن طبيعتها غير معروفة). تعمل نسبة 25 في المائة المتبقية من الكتلة بشكل جاذبي تمامًا مثل المادة العادية ، ولكنها لا تفعل سوى القليل ، لذا فهي غير مرئية عادة.
طبيعة المادة المظلمة غير مفهومة ، ولكن العديد من النظريات التي تصف كيفية عمل الجاذبية على مسافات صغيرة جدًا ، تتنبأ بالجسيمات الغريبة التي يمكن أن تكون مرشحات جيدة للمادة المظلمة.
قال إيون سوك سيو ، رئيس ATIC في جامعة ميريلاند ، كوليج بارك: "إن إبادة هذه الجسيمات الغريبة مع بعضها البعض ستنتج جزيئات طبيعية مثل الإلكترونات والبوزيترونات والبروتونات والبروتونات المضادة التي يمكن أن يلاحظها العلماء".
يتم تنفيذ تجربة ATIC التي يبلغ وزنها 4300 رطل على ارتفاع حوالي 124000 قدم فوق القارة القطبية الجنوبية باستخدام بالون مملوء بالهيليوم يبلغ حجمه تقريبًا مساحة الجزء الداخلي من New Orleans Superdome. الهدف من المشروع هو دراسة الأشعة الكونية التي سيتم امتصاصها في الغلاف الجوي.
نشر باحثون من ATIC النتائج في عدد 20 نوفمبر من مجلة Nature.
المصادر: وكالة ناسا ، [بريد إلكتروني محمي]
