Tři typy vysokoenergetických částic z vesmíru mají stejný původ - v aktivních jádrech galaxií

Vědcům z Pennsylvania State University a University of Maryland se podařilo vysvětlit původ hned tří typů subatomárních částic, které k nám přicházejí z vesmíru. Jde o vysokoenergetická neutrina, extrémně energetické kosmické záření a vysokoenergetické gama záření. Všechny tři pravděpodobně pocházejí ze supermasivních černých děr, konkrétně z proudů radiace, které vycházejí z jejich pólů. Výsledky výzkumu byly v lednu publikovány v magazínu Nature Physics.

Kosmické záření, výsledky měření

Kosmické záření, výsledky měření Výsledky zkoumání kosmického záření různými observatořemi. Na vodorovné ose jsou energetické hodnoty detekovaných částic.



Analýza těch nejenergetičtějších částic, které dorazí k Zemi ukázala, že všechny tři zmíněné typy mají velmi podobné energetické hodnoty. Právě proto se vědci zaměřili zrovna na ně a zkoumali hypotézu, zda jde o náhodu, nebo je za tím nějaká souvislost.

Své závěry dělají vědci na základě numerických modelů, ve kterých simulovali vznik, cestu i prostředí, kterým částice musí putovat, než se dostanou k Zemi. Pro jejich výpočty však museli zkombinovat data z různých zdrojů. 

Extrémně energetické kosmické záření obsahuje částice s nejvyšší známou energií, pozoruje je několik observatoří rozmístěných po celém světě. Vysokoenergetická neutrina s energií vyšší než 1 TeV (teraelektronvolt) byla detekována v observatoři IceCube na Antarktidě. Částice gama záření mají zase nejvyšší elektromagnetickou energii, více než miliardkrát vyšší než má běžný foton, jejich detekce je možná například vesmírným teleskopem Fermi nebo Integral.

Ze simulací vyplývá, že pozorované částice kosmickéhob záření by mohly být urychlovány prostřednictvím proudu radiace ze supermasivních černých děr a chrleny do volného vesmíru. Vysokoenergetická neutrina a gama záření pak vznikají v kolizích částic a dědí jejich energetické hodnoty. Následně model počítá s cestou galaxií a interakcí s magnetickými poli galaktických kup až po mezigalaktickou cestu, která je dostane k na Zemi.

Díky tomuto výzkumu vědci zjišťují více informací o aktivních jádrech galaxií (AGN). Stále však zůstává několik záhad, které nemají vysvětlení a které budou vyžadovat další zkoumání. Jednou z nich jsou například neutrina o energiích kolem 10 TeV, která byla detekována observatoří na Antarktidě. Odpovědi by mohly dát nové observatoře, které se budou zaměřovat na tyto subatomární částice z vesmíru. Jde o IceCube-gen2, KM3Net a Cherenkov Telescope Array.
Více informací k tématu
Líbil se Vám tento článek?

Podpořte tento web sdílením našeho obsahu:

Chcete vědět o dalším článku?

Následujte LIVINGfUTURE na sociálních sítích.


Další zprávy z kategorie Částicová fyzika

Vědci změřili nejkratší časový úsek v historii - průlet světla molekulou vodíku

19. 10. 2020 (novější než zobrazený článek)

Celých 247 zeptosekund trvalo fotonu prolétnout molekulou vodíku. Jedná se o nejkratší změřený časový úsek v historii, dřívější rekord byl 850 zeptosekund z roku 2016. Zeptosekunda je triliardtina sekundy: 0,000 000 000 000 000 000 001 s = 1 zs.

celý článek

Vědci našli horní limit pro rychlost zvuku, dosahuje jí v pevném vodíku

13. 10. 2020 (novější než zobrazený článek)

Vědcům z Queen Mary University of London, University of Cambridge a Institute for High Pressure Physics in Troitskse se podařilo identifikovat nejrychlejší možné šíření zvuku. Je to 36 km/s v pevném vodíku, který by se mohl nacházet v nitru velkých plynných planet jako je Jupiter.

celý článek

Kvantové propojení mezi dvěma rozdílnými objekty posouvá možnosti praktické aplikace kvantové fyziky

1. 10. 2020 (novější než zobrazený článek)

Týmu vědců z University of Copenhagen se podařilo vytvořit kvantové propojení mezi mechanickým oscilátorem a oblakem atomů. Tyto dva velmi rozdílné objekty byly propojeny prostřednictvím fotonů. S novou metodou se vědcům otvírají nové možnosti využití kvantového propojení nejen pro vědecké účely, ale také v praktickém využití v šifrované komunikaci a ukládání informací.

Experiment v CERNu přinesl první evidenci vzácné reakce rozpadu kaonu

4. 8. 2020 (novější než zobrazený článek)

Vědci ve výzkumném centru pro jadernou fyziku CERN pozorovali první významnou evidenci pro proces, který by mohl mimo jiné pomoci vysvětlit existenci temné hmoty. Výsledky svého výzkumu vědci prezentovali na pražské konferenci ICHEP 2020.

celý článek

Nová studie odhaluje nové elektronové skupenství hmoty

20. 2. 2020 (novější než zobrazený článek)

Tým vědců vedený Megan Briggemanovou publikoval v magazínu Science studii, která se zaměřuje na jednodimenzionální vodivost, při které elektrony putují vodivým materiálem ve skupině namísto samostatně. Dochází tak k tzv. balistické vodivosti, při které skupiny elektronů cestují v jednom směru bez rozptylu. V takové situaci materiál nevydává při vedení proudu žádné teplo.

celý článek

Vědci možná pozorovali projev páté základní síly, mohla by pomoci vysvětlit temnou hmotu

26. 11. 2019 (novější než zobrazený článek)

Dnes jsou známy čtyři základní přírodní síly, které stojí za veškerými interakcemi mezi částicemi a poli v přírodě. Patří mezi ně silná a slabá jaderná síla, gravitace a elektromagnetická síla. Vědci nyní pozorovali v atomu helia jev, který nedokáží přisoudit ani jedné z nich, mohlo by jít o projev páté základní interakce a jejím nositelem by mohla být temná hmota.

celý článek

Fyzikální experiment s ultrarychlým laserem odhalil doposud neznámé skupenství hmoty

24. 11. 2019 (novější než zobrazený článek)

S narůstající energií dochází v materiálech k poklesu uspořádanosti jejich vnitřní struktury. Nové pokusy s vlnou hustoty náboje (charge density wave, CDW) však ukazují, že za určitých podmínek lze dosáhnout opačného výsledku: laserové pulzy ve speciálním materiálu vytváří vysoce organizovanou strukturu.

celý článek