Новые данные поставили под сомнение теорию происхождения космических лучей

Новые данные, собранные аппаратом PAMELA, поставили под сомнение теорию происхождения космических лучей. В настоящее время ускорителями частиц космических лучей принято считать остатки сверхновых. При взрыве звезды её газовая оболочка разлетается, образуя ударную волну, а сопутствующие этому мощные магнитные поля ускоряют протоны, ядра атомов гелия и другие частицы, часть которых достигает Земли.

Строго говоря, космические лучи - это не лучи вовсе, а ускоренные до огромных энергий и летящие во всех направлениях заряженные частицы, большинство из которых представляют собой ядра водорода и гелия. Считается, что они порождены и разогнаны многочисленными Сверхновыми. Звезда умирает громко - происходит взрыв, и ее внешняя оболочка с огромной скоростью уносится прочь. Оболочка состоит из заряженных частиц, которые на скорости генерируют мощное магнитное поле, которое, в свою очередь, ускоряет их еще больше.

Три года подряд спектрометр PAMELA занимался тем, что фиксировал космические лучи, замерял энергию частиц и сортировал данные по водороду и гелию. В ход шли частицы с энергиями от одного миллиарда до 1,2 триллиона электрон-вольт. Хотя изначально эксперимент PAMELA был задуман для изучения антивещества - никто и не собирался покушаться на уже почти канонизированную теорию происхождения космических лучей.

Магнитное поле одинаково ускоряет и водород, и гелий. Поэтому и спектры для ядер водорода и гелия, найденных в космическом излучении, должны быть одинаковы. Однако они оказались совершенно разными.

Аппарат PAMELA (фото Piergiorgio Picozza)
Аппарат PAMELA (фото Piergiorgio Picozza)

PAMELA, использующий в качестве платформы российский спутник «Ресурс-ДК1», был запущен в 2006 году. За прошедшее время аппарат успел накопить весьма значительный объём информации по «космическим» протонам и ядрам гелия, и при её обработке учёные из России и Италии выяснили, что эти две частицы демонстрируют разные зависимости потока от энергии (формы спектра). Разница невелика, и в менее качественных данных, по утверждению авторов, заметить её было бы невозможно.

 Данные аппарата PAMELA явно свидетельствуют против текущей модели, с помошью которой построены сплошные линии на рисунке.
Если космические лучи действительно рождаются таким образом, то атомы гелия и протоны должны ускоряться одинаковым образом, а их распределение по энергиям должно быть сходным. Однако собранные детекторами PAMELA данные не согласуются с этим предсказанием - графики распределения по энергиям атомов гелия и протонов статистически значимо отличаются.

Этот факт прямо противоречит теории, в которой рассматривается общий механизм ускорения; возможно, физикам придётся искать другие астрономические источники высокоэнергетичных частиц — к примеру, новые звёзды. С другой стороны, едва различимое расхождение всегда можно списать на особенности наблюдений. «Данные представляются статистически значимыми, но говорить о том, что общепринятая модель неверна, рано, — заявляет сотрудник Калифорнийского университета в Сан-Диего Михаил Малков. — Есть подозрение, что PAMELA зарегистрировал смешение космических лучей от двух разных сверхновых».

5 Марта 2011, 1:35    Den    2847    0

Нет комментариев.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите или зарегистрируйтесь пожалуйста.