Фізики пояснили, як магнітні поля викривили траєкторію наденергетичного космічного променя

Міжнародна команда астрофізиків представила новий аналіз походження наденергетичного космічного променя «частинки Аматерасу», зафіксованої у травні 2021 року в рамках Tele­scope Array Project у штаті Юта. Її енергія склала близько 244 ексаелектронвольт — у 40 мільйонів разів більше, ніж на Великому адронному колайдері, що робить її однією з найпотужніших частинок, коли-небудь зафіксованих.

Спершу траєкторія частинки вказувала на Local Void — малонаселену ділянку космосу поблизу нашої Групи галактик, де відсутні очевидні джерела для прискорення матерії до таких енергій. Це породило питання про те, як і де могла виникнути подібна частинка.

У новому дослідженні, опублікованому в The Astro­phys­i­cal Jour­nal, вчені застосували фізичні моделі руху заряджених частинок у магнітних полях та методи статистичного аналізу Approx­i­mate Bayesian Com­pu­ta­tion. Це дозволило створити тривимірні карти поширення космічних променів і врахувати вплив галактичних та міжгалактичних магнітних полів, які здатні суттєво викривляти траєкторії.

Результати показали, що джерело частинки може бути не в Local Void, а в ближчому космічному середовищі. Одним із кандидатів названо галактику M82 (Cig­ar Galaxy), розташовану приблизно за 12 мільйонів світлових років від Землі. Це активна зоряна система, де інтенсивні процеси формування зір можуть створювати умови для генерації надвисокоенергетичних космічних променів.

Науковці підкреслюють, що дослідження таких частинок допомагає зрозуміти механізми прискорення матерії у Всесвіті та визначити середовища, де вона може досягати екстремальних енергій. Новий підхід поєднує симуляції та спостереження, відкриваючи шлях до точнішої ідентифікації джерел космічних променів і розширюючи наше уявлення про найенергетичніші процеси у космосі.