توصل علماء الفلك إلى طريقة جديدة لدراسة الجسيمات النشطة التي تقصف الأرض باستمرار من الفضاء، تسمى الأشعة الكونية.
تقترح الطريقة الجديدة التحليل التفصيلي لزخات الجزيئات الثانوية التي تم إنشاؤها عندما الأشعة الكونية حزام الغلاف الجوي للأرض، كعدسة لفهمها بشكل أفضل.
من الصعب تتبع الأشعة الكونية وصولاً إلى مصدرها لأن الجسيمات المشحونة التي تتكون منها تنحرف مرارًا وتكرارًا بواسطة المجالات المغناطيسية التي تواجهها أثناء سفرها عبر الفضاء بسرعة قريبة من سرعة الضوء. وهذا يعني أن مصادرهم التي تقع خارج النظام الشمسي، تميل إلى أن تكون محاطة بالغموض.
متعلق ب: ما هي الأشعة الكونية؟
تشمل المشتبه بهم في وجود مصادر للأشعة الكونية المستعرات الأعظمولكن يبدو أن هذه الجسيمات نشطة جدًا بحيث لا يمكن إطلاقها حتى عن طريق انفجار النجوم الضخمة. وتشمل المشتبه بهم الآخرين نوى مجرية نشطة أو أشباه نجوم مدعومة بتغذية فائقة الكتلة الثقوب السوداءأو انفجارات أشعة جاما، أو حتى غريبة المادة المظلمةلكن لم يعثر علماء الفلك بعد على دليل دامغ يشير إلى هذه المصادر بشكل قاطع.
ما يمكن فهمه بشكل أفضل هو ما يحدث عندما تربط هذه الجسيمات الكونية المشحونة الأرض. عندما تصطدم هذه الجسيمات المشحونة بالجزيئات الموجودة في الغلاف الجوي لكوكبنا، فإنها تخلق “وابلًا هوائيًا” ضخمًا من الجسيمات الثانوية التي تهطل على سطح الأرض. عندما تصطدم آلاف أو ملايين أو حتى مليارات من هذه الجسيمات بالأرض، يُطلق على ذلك اسم الدش الهوائي الشامل.
وفي الدراسة الجديدة، وجد العلماء طريقة لاستخدام الملاحظات الدقيقة لهذه الجسيمات المأخوذة باستخدام تلسكوب سوباروالواقعة على قمة بركان مونا كيا في هاواي، لمعرفة المزيد عنها وعن الأشعة الكونية التي تثيرها.
حمامات الهواء واسعة النطاق ليست تلوثًا ضوضائيًا
إن المسارات الساطعة التي تخلقها زخات الهواء الكثيفة أثناء مرورها أمام التلسكوبات غالبا ما تكون عائقا أمام علم الفلك، وتدمر عمليات رصد النظام الشمسي، درب التبانة وما بعدها. لكن فريق البحث قرر التعامل مع شرائط الضوء هذه على أنها أكثر من مجرد “ضوضاء” مزعجة تدمر بياناتهم الأصلية.
وقام الباحثون بتحليل حوالي 17000 صورة تم التقاطها بين عامي 2014 و2020، وحددوا بدقة 13 صورة تحتوي على زخات هواء واسعة النطاق. أظهرت هذه الصور عددًا أكبر بكثير من مسارات الجسيمات مما توقع الفريق رؤيته، وهذا يمكن أن يلمح إلى طريقة لفك لغز الأشعة الكونية.
“باستخدام طرق المراقبة التقليدية، من الصعب التمييز بين أنواع الجسيمات التي تشكل وابلًا هوائيًا كثيفًا،” قال قائد الفريق والعالم في جامعة أوساكا متروبوليتان توشيهيرو فوجي. قال في بيان. “ومن ناحية أخرى، فإن طريقتنا لديها القدرة على تحديد طبيعة الجزيئات الفردية.”
قصص ذات الصلة:
– تشكل الأشعة الكونية خطراً على المسافرين الدائمين. يمكن أن يساعد كاشف الإشعاع هذا.
– حطام المستعر الأعظم يطلق الأشعة الكونية في الفضاء السحيق
– بدأت الأشعة الكونية في تمزيق مجرة تابعة لدرب التبانة
يعتقد العلماء أن الأشعة الكونية تتكون بشكل رئيسي من البروتونات (90%) – النوى الذرية للهيدروجين، أخف عنصر في الكون – نوى الهيليوم (9%) وجسيمات أخرى، بما في ذلك الإلكترونات والنوى الذرية الفردية الثقيلة مثل الرصاص (1%). . وقال أعضاء الفريق إن الدراسة الجديدة يمكن أن تقدم طريقة أفضل لاكتشاف المكونات الجزيئية للزخات الهوائية، وبالتالي الأشعة الكونية، والتي يمكن أن تساعد بعد ذلك في تحديد مصدرها.
واختتم فوجي حديثه قائلاً: “من خلال دمج طريقتنا مع الأساليب التقليدية، نأمل في تعزيز فهمنا للزخات الهوائية الواسعة النطاق”. “قد تسمح لنا هذه التقنية بالبحث عن المادة المظلمة أو غيرها من الجسيمات الغريبة، مما يوفر رؤى إضافية حول انتقال الكون إلى عصر تهيمن عليه المادة.”
نُشر بحث الفريق في 12 أكتوبر في المجلة التقارير العلمية.