Nowe informacje o promieniach kosmicznych
1 Gru 2007r. w Galaktyki napisał/a Teresa WanAstronomowie Obserwatorium Auger Promieni Kosmicznych łączą tajemnicze promienie kosmiczne z galaktycznym źródłem energetycznym.
Wielkie Obserwatorium Promieni Kosmicznych Auger w Ameryce Południowej ogłasza swoje pierwsze ważne odkrycie, będąc jeszcze w trakcie budowy. Jego międzynarodowy zespół wyśledził deszcz wysokoenergetycznych promieni kosmicznych, które ciągle docierają do Ziemi z jądra niezbyt odległych galaktyk emitujących ogromne ilości energii.
„Jest to odkrycie fundamentalne,” powiedział James Cronin, profesor fizyki uniwersytetu Chicago. „Nadszedł czas astronomii promieni kosmicznych. W najbliższych latach, nasze dane pozwolą zidentyfikować dokładnie źródła promieni kosmicznych oraz zrozumieć jak źródła te przyspieszają cząstki.”
Dotąd, historia odkryć astronomicznych zdominowana była przez wykrywanie światła. „Zajmujemy się astronomią związaną z cząstkami naładowanymi protonami”, powiedział Joao de Mello Neto, naukowiec uniwersytetu Rio de Janeiro w Brazylii. „Otwieramy nowe okno w astronomii.”
Promienie kosmiczne, głównie protony przemierzają Wszechświat z prędkością bliską prędkości światła. Najbardziej energetyczne promienie kosmiczne zawierają ponad sto milionów razy więcej energii niż cząstki produkowane w największym akceleratorze świata. Na szczęście, atmosfera Ziemi zapewnia ochronę przed ich potencjalnie szkodliwym działaniem na człowieka.
Od 1939 roku, kiedy to francuski fizyk Pierre Auger odkrył promienie kosmiczne, ich pochodzenie pozostało tajemnicą. Teraz, współpracujący zespół Obserwatorium Auger połączył je z aktywnymi jądrami galaktyk (AGN). Prawdopodobnie zasilone przez supermasywne czarne dziury, AGN świecą o wiele jaśniej niż regularne galaktyki, jako produkt uboczny ich grawitacyjnie destrukcyjnej siły.
”Po wieloletnich eksperymentach bez pozytywnych wyników, fizycy Auger odkryli w końcu, że promienie kosmiczne nie nadchodzą równomiernie z każdej strony przestrzeni kosmicznej,” powiedziała Angela Flinto, profesor astronomii i astrofizyki uniwersytetu Chicago.
Naukowcy już dawno rozważali AGN jako możliwe źródło wysokoenergetycznych promieni kosmicznych. Teraz, gdy znaleźli wyraźne połączenie pomiędzy nimi, to jednak źródło przyspieszenia promieni kosmicznych do tak ekstremalnych energii pozostaje nadal nieznane.
”To są naprawdę spektakularne obiekty,” powiedział Maximo Ave, naukowiec z Instytutu Fizyki Kosmicznej Kavli w Chicago. “Najprawdopodobniej mogą być one wyprodukowane tylko w miejscu, gdzie zachodzi bardzo ekstremalny proces fizyczny.” Jednym z takich procesów może być burza promieni gamma, możliwie z powodu zapadających się lub kolidujących ze sobą gwiazd.
Zespół naukowy z Chicago skupił swoją uwagę na ostatnich analizach statystycznych danych z Auger. Ilość ich jest stosunkowo niewielka, zważywszy fakt, że tylko jeden wysokoenergetyczny promień kosmiczny uderza w określony kilometr kwadratowy (mniej niż pół mili kwadratowej) Ziemi w przybliżeniu raz na sto lat.
Zespół Auger postanowił zwiększyć przypadkowość ich rejestracji przez zainstalowanie szeregu detektorów pokrywających 1200 mil kwadratowych Pampa Amarilla, rozległą równinę w zachodniej Argentynie. Po zakończeniu instalacji, szereg ten będzie składał się z 1600 detektorów rozstawionych w odległości jednej mili od siebie. Obecnie funkcjonuje już dziewięćdziesiąt procent takich detektorów.
Każdy detektor składa się z plastykowego zbiornika wodnego o wysokości 5 stóp (1,53 m) i średnicy 12 stóp (3,66 m). Kiedy promienie kosmiczne zderzą się z cząsteczkami atmosfery ziemskiej, wywołuje to prysznic, zwielokrotniając ich liczbę do miliardów, cząstek wtórnych, zanim dotrą do powierzchni Ziemi. Gdy cząstki te przejdą z powietrza do wody, ich szybkość ulegnie zmianie wytwarzając wstrząs wywołujący błysk światła, łatwo widoczny w ciemnej komorze wodnego zbiornika.
”W ten sposób możemy określić energię i jej kierunek przybycia, otrzymując dwa parametry, które są ważne dla tych analiz.” powiedział de Mello Neto.
Uzupełnieniem detektorów naziemnych są 24 teleskopy, które monitorują niebo szukając oznak istnienia promieni kosmicznych w bezchmurne, bezksiężycowe noce. Teleskopy wykrywają czas emisji światła fluorescencyjnego, które są wynikiem interakcji promieni kosmicznych z cząsteczkami azotu w atmosferze.
”Obserwujemy wydarzenie z dwóch różnych perspektyw i jest to bardzo skuteczny sposób na sprawdzenie wyników,” powiedział Vasiliki Pavlidou, współpracujący badacz Instytutu Fizyki Kosmosu Kavli.
„Po sprawdzeniu z katalogiem obiektów na niebie, kierunek podróży promieni kosmicznych pokrywa się z lokalizacją AGN w galaktykach znajdujących się nie dalej niż w odległości 180 milionów lat świetlnych od Ziemi i jej galaktyki, Drogi Mlecznej. ”Odległości te odpowiadają nie tak dalekiej przestrzeni ekstragalaktycznej, przedmieścia Drogi Mlecznej, używając terminologii kosmologicznej,” powiedziała Flinto.
Naukowcy Auger początkowo podejrzewali, iż dokonali ważnego odkrycia już rok temu. Jednakże, zapewniając dokładność wyników, zespół Auger ustanowił surowe procedury analiz nadchodzących danych bez spekulowania co do wyników końcowych.
”Wielokrotnie, szukając znaczenia statystycznego, możesz do znaleźć, ponieważ jest to, czego poszukujesz,” powiedział Lorenzo Cazon, naukowiec Instytutu Fizyki Kosmosu Kavli w Chicago. Ale teraz zespół Auger potwierdził statystycznie swoje odkrycie.
”Zrobiliśmy duży krok naprzód w rozwiązaniu tajemnicy natury i pochodzenia wysokoenergetycznych promieni kosmicznych,” powiedział Cronin.
Źródło: Astronomy.com
Fotografia: NASA / JPL-Caltech / S. Willner (Harvard-Smithsonian CfA)
Promienie kosmiczne zostały odkryte w jądrach niezbyt odległych galaktyk. Powyższe zdjęcie przedstawia galaktykę spiralną.
„Jest to odkrycie fundamentalne,” powiedział James Cronin, profesor fizyki uniwersytetu Chicago. „Nadszedł czas astronomii promieni kosmicznych. W najbliższych latach, nasze dane pozwolą zidentyfikować dokładnie źródła promieni kosmicznych oraz zrozumieć jak źródła te przyspieszają cząstki.”
Dotąd, historia odkryć astronomicznych zdominowana była przez wykrywanie światła. „Zajmujemy się astronomią związaną z cząstkami naładowanymi protonami”, powiedział Joao de Mello Neto, naukowiec uniwersytetu Rio de Janeiro w Brazylii. „Otwieramy nowe okno w astronomii.”
Promienie kosmiczne, głównie protony przemierzają Wszechświat z prędkością bliską prędkości światła. Najbardziej energetyczne promienie kosmiczne zawierają ponad sto milionów razy więcej energii niż cząstki produkowane w największym akceleratorze świata. Na szczęście, atmosfera Ziemi zapewnia ochronę przed ich potencjalnie szkodliwym działaniem na człowieka.
Od 1939 roku, kiedy to francuski fizyk Pierre Auger odkrył promienie kosmiczne, ich pochodzenie pozostało tajemnicą. Teraz, współpracujący zespół Obserwatorium Auger połączył je z aktywnymi jądrami galaktyk (AGN). Prawdopodobnie zasilone przez supermasywne czarne dziury, AGN świecą o wiele jaśniej niż regularne galaktyki, jako produkt uboczny ich grawitacyjnie destrukcyjnej siły.
”Po wieloletnich eksperymentach bez pozytywnych wyników, fizycy Auger odkryli w końcu, że promienie kosmiczne nie nadchodzą równomiernie z każdej strony przestrzeni kosmicznej,” powiedziała Angela Flinto, profesor astronomii i astrofizyki uniwersytetu Chicago.
Naukowcy już dawno rozważali AGN jako możliwe źródło wysokoenergetycznych promieni kosmicznych. Teraz, gdy znaleźli wyraźne połączenie pomiędzy nimi, to jednak źródło przyspieszenia promieni kosmicznych do tak ekstremalnych energii pozostaje nadal nieznane.
”To są naprawdę spektakularne obiekty,” powiedział Maximo Ave, naukowiec z Instytutu Fizyki Kosmicznej Kavli w Chicago. “Najprawdopodobniej mogą być one wyprodukowane tylko w miejscu, gdzie zachodzi bardzo ekstremalny proces fizyczny.” Jednym z takich procesów może być burza promieni gamma, możliwie z powodu zapadających się lub kolidujących ze sobą gwiazd.
Zespół naukowy z Chicago skupił swoją uwagę na ostatnich analizach statystycznych danych z Auger. Ilość ich jest stosunkowo niewielka, zważywszy fakt, że tylko jeden wysokoenergetyczny promień kosmiczny uderza w określony kilometr kwadratowy (mniej niż pół mili kwadratowej) Ziemi w przybliżeniu raz na sto lat.
Zespół Auger postanowił zwiększyć przypadkowość ich rejestracji przez zainstalowanie szeregu detektorów pokrywających 1200 mil kwadratowych Pampa Amarilla, rozległą równinę w zachodniej Argentynie. Po zakończeniu instalacji, szereg ten będzie składał się z 1600 detektorów rozstawionych w odległości jednej mili od siebie. Obecnie funkcjonuje już dziewięćdziesiąt procent takich detektorów.
Każdy detektor składa się z plastykowego zbiornika wodnego o wysokości 5 stóp (1,53 m) i średnicy 12 stóp (3,66 m). Kiedy promienie kosmiczne zderzą się z cząsteczkami atmosfery ziemskiej, wywołuje to prysznic, zwielokrotniając ich liczbę do miliardów, cząstek wtórnych, zanim dotrą do powierzchni Ziemi. Gdy cząstki te przejdą z powietrza do wody, ich szybkość ulegnie zmianie wytwarzając wstrząs wywołujący błysk światła, łatwo widoczny w ciemnej komorze wodnego zbiornika.
”W ten sposób możemy określić energię i jej kierunek przybycia, otrzymując dwa parametry, które są ważne dla tych analiz.” powiedział de Mello Neto.
Uzupełnieniem detektorów naziemnych są 24 teleskopy, które monitorują niebo szukając oznak istnienia promieni kosmicznych w bezchmurne, bezksiężycowe noce. Teleskopy wykrywają czas emisji światła fluorescencyjnego, które są wynikiem interakcji promieni kosmicznych z cząsteczkami azotu w atmosferze.
”Obserwujemy wydarzenie z dwóch różnych perspektyw i jest to bardzo skuteczny sposób na sprawdzenie wyników,” powiedział Vasiliki Pavlidou, współpracujący badacz Instytutu Fizyki Kosmosu Kavli.
„Po sprawdzeniu z katalogiem obiektów na niebie, kierunek podróży promieni kosmicznych pokrywa się z lokalizacją AGN w galaktykach znajdujących się nie dalej niż w odległości 180 milionów lat świetlnych od Ziemi i jej galaktyki, Drogi Mlecznej. ”Odległości te odpowiadają nie tak dalekiej przestrzeni ekstragalaktycznej, przedmieścia Drogi Mlecznej, używając terminologii kosmologicznej,” powiedziała Flinto.
Naukowcy Auger początkowo podejrzewali, iż dokonali ważnego odkrycia już rok temu. Jednakże, zapewniając dokładność wyników, zespół Auger ustanowił surowe procedury analiz nadchodzących danych bez spekulowania co do wyników końcowych.
”Wielokrotnie, szukając znaczenia statystycznego, możesz do znaleźć, ponieważ jest to, czego poszukujesz,” powiedział Lorenzo Cazon, naukowiec Instytutu Fizyki Kosmosu Kavli w Chicago. Ale teraz zespół Auger potwierdził statystycznie swoje odkrycie.
”Zrobiliśmy duży krok naprzód w rozwiązaniu tajemnicy natury i pochodzenia wysokoenergetycznych promieni kosmicznych,” powiedział Cronin.
Źródło: Astronomy.com
Fotografia: NASA / JPL-Caltech / S. Willner (Harvard-Smithsonian CfA)
Komentarze użytkowników
( DODAJ SWÓJ )
Nikt jeszcze nie napisał komentarza do tego materiału.Napisz komentarz
Odpowiedz na pytanie zadane w sondzie.
Zjawiska oraz wydarzenia w nadchodzącym miesiącu.
Zagłosuj lub zgłoś swoją stronę.
Ostatnio pisaliście:
Twoje Imię
20.03.2023, 14:58