новости космоса
5766 17
07 марта 2016 12:49:41

Радиотелескоп LOFAR помогает раскрыть природу таинственных космических лучей

Решетка низкочастотных радиотелескопов LOFAR (low-frequency array radio telescope) обычно принимает слабые радиосигналы из далекой части Вселенной. Однако иногда в диапазоне радиочастот, расположенном между диапазонами AM и FM, наблюдается сверхкороткий мощный радиоимпульс. На самом деле, этот радиосигнал указывает на вхождение элементарных частиц, двигающихся со скоростью, близкой к скорости света, в атмосферу Земли. Эти частицы были запущены в сторону нашей планеты гигантскими космическими ускорителями частиц миллионы лет тому назад.

Международная команда астрономов, включающая большое число ученых проекта German Long Wavelength consortium (GLOW), теперь смогла расшифровать радиокод этих «гостей из космоса», что поможет определить их природу и наложить ограничения на возможные источники их происхождения. В новой работе, проведенной этим исследовательским коллективом, возглавляемым Стижном Буитинком из Амстердамского свободного университета, Нидерланды, определен тип частиц, врезающихся в земную атмосферу. Такими частицами оказались одиночные протоны или легкие ядра атомов гелия.

Второй важный вывод из этой работы касается происхождения частиц этих космических лучей. Так как эти частицы имеют гигантские энергии, многие астрофизики полагают, что эти космические лучи исходят из источников, расположенных в далекой от нас части Вселенной, например в окрестностях черных дыр, лежащих в других галактиках. Однако команда Буитника считает, что источником регистрируемых телескопом LOFAR космических лучей является близлежащий – то есть находящийся в пределах Млечного пути – объект, которым может быть, например, массивная звезда. Свои предположения команда подкрепляет результатами компьютерного моделирования внутригалактического источника космических лучей, хорошо согласующимися с наблюдениями.

Исследование опубликовано в журнале Nature.


(Добавил: Hot Temp)

комментарии
1
Sqwair777105 · 07-03-2016

Сомнительно! Очень сомнительно что "то эти космические лучи исходят из источников, расположенных в далекой от нас части Вселенной, например в окрестностях черных дыр, лежащих в других галактиках." Т.к. "Такими частицами оказались одиночные протоны или легкие ядра атомов гелия."
Чтоб протон или альфа-частица пролетела, хотя бы галактику и не потеряла своей энергии/скорости, от множества столкновений на своем пути в десятки-сотни-тыщи светогодов? Оооочень маловероятно.

2
Leonid3182 · 07-03-2016

Sqwair777, частицы сверхвысоких энергий частенько залетают к нам в гости и анализируют последствия их на детекторах раскиданных по большой площади, как на фото, обычно в горах, повыше и поближе к Богу :-) Правда на этом фото художник чуть не правильно нарисовал ливень вторичных частиц, порождённых одной-единственной, надо было изобразить не веретено, а конус :-)

3
новичОк146 · 07-03-2016

Иногда источником "таинственных космических лучей" является СВЧ- печка в соседней с Р/телескопом лаборатории.

www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=7248

4
Sqwair777105 · 07-03-2016

Leonid3, ну обычно в качестве частиц сверхвысоких енергий, долетевших до нас, выступают всего лишь фотоны, но никак не протоны, и не положительно заряженные ядра атомов. Маловероятно, что ион летящий через туеву кучу светолет, через туманности, через плазмы, опять же через облака с кучей разных свободных електронов и ионов всех мастей, останется все тем же ионом! А кварк-глюонные продукты и в верхних слоях нашенской земной атмосферы легко находятся, причем с такими енергиями, что коллайДёры отдыхают, и подавляющее большинство эдаких взаимодействий связано с нашенским Солнышком и всего лишь с магнитосферой Земли. :) Да и к тому ж, только на основании энергии и направления, как можно определить откель какой протон-електрон прилетел? Или там ярлычок на каждом приклеен: "электрон 2 светогода", "протон из Неизвестного далека: 1 лям св.годов"? :)

5
Leonid3182 · 07-03-2016

Sqwair777, фотон с энергией 10^19 электроновольт (~1 дж) очень трудно представить, длина волны должна быть на несколько порядков меньше планковской :-)
Такие энергии регистрируются не редко, а уж чуть меньше достаточно часто. Посмотрите на фото, направление прилёта частица определяется достаточно точно, размеры "телескопа" позволяют.
Хотя по вторичному ливню невозможно определить, что за частица и что за механизм разогнал её до таких энергий, которых у фотона в принципе быть не может.

6
Sqwair777105 · 07-03-2016

Leonid3, Не забываем, что частицы имеющие массу, инертны и чем выше инертная масса, тем быстрее гасится скорость, ну а про заряды... Я, вот, например, не могу себе представить, чтоб ион гелия вылетел за многие светогода, прошел неимоверное расстояние, за довольно-таки существенное время и не присоединил к себе электрон, а то и парочку-тройку. А остался тем же самым безэлектронным ионом, и (внимание!!!) ни на малую йоту не потерял в скорости! Или та же печенька с протоном, летел-летел, и долетел не превратившись в атом или изотоп водорода. Насчет направления, как определить дальность, 5 это св.лет или 5 кило/лямо св.лет? Плюс, наблюдаемое направление, скажем площадью в 1 градус, на расстоянии допустим в 1 лям св.лет, какой даёт конус, на данном расстоянии и каков наблюдаемый объём пространства, в пределах этого 1градус кв. на протяженности в 1 лям св.лет? И как можно, точно ткнуть пальцем в небо, чтоб с уверенностью сказать: вот эта частица прилетела именно из этого участка и именно с этого расстояния? И да, вторичные потоки дают весьма смутное представление об истинном направлении. Более-менее точно можно определить направление, если наблюдать из минимум 3 точек/ракурсов.

7
dilettant163 · 07-03-2016

Сквайр, +100500! Еслибы эти высокоэнергетические частицы имели ярлычки со штрих-кодом, вообще красота была бы!
Мне одно непонятно, в какое время суток регистрировались радиосигналы, что про Солце даже не заикнулись? Или по локализации определили? Но для локализации направления, а не сектора, нужны три разнесённых друг от друга телескопа, желательно на несколько километров, для большей точности.

8
Peery_Maus104 · 07-03-2016

Энергетический спектр космических лучей на 43% состоит из энергии протонов, ещё на 23% — из энергии гелия (альфа-частиц) и 34% энергии, переносимой остальными частицами.*
*цитата из Википедии

9
Sqwair777105 · 07-03-2016

Peery_Maus, "Энергетический спектр космических лучей на 43% состоит из энергии протонов, ещё на 23% — из энергии гелия (альфа-частиц) и 34% энергии, переносимой остальными частицами.*
*цитата из Википедии"
В данном случае, основное и подавляющее количество протонов, альфа-частиц, электронов и некоторых других, в пределах СС поставляется нашим местным Солнышком. А спектр и плотность излучения/потоков частиц немножко разные вещи, особенно учитывая градацию потоков/плотности излучения и частиц по энергетическим уровням. В данной цитате не отражено, соотношение процентное количество/уровень энергии, для альфа-частиц и протонов/электронов.

10
Leonid3182 · 07-03-2016

dilettant, Peery_Maus, речь идёт не вообще о частицах из космоса, но о частицах с ВЫСОКОй ЭНЕРГИЕЙ и с световыми скоростями; солнечный ветер, о котором вы вспоминаете имеет скорость лишь несколько сотен км/сек 8-)
Sqwair777, так неизвестно, что это за частицы, кроме энергии, да и то приблизительно, и направления прилёта, тоже с небольшой точностью, установить пока невозможно :-(

11
dilettant163 · 07-03-2016

Леонид, как я понял, речь идёт о регистрации радиосигнала, который вообще-то является отголоском события. Я могу сравнить такое "угадывание" с угадыванием образа человека, крикнувшего "ау" где-то в лесной глуши.

12
geolux130 · 07-03-2016

В мае 2013 г. в одном из наших научных изданий появилась очень интересная статья, смысл которой следующий: в ходе выполнения одного из проектов по изучению треков частиц космических лучей в кристаллах оливинов из метеоритов было получено зарядовое распределение ~6000 ядер с зарядами более 55 в составе галактических космических лучей. Обнаружено три ультратяжёлых ядра с зарядами от 105 до 130. Делался вывод о том, что ранее встречавшиеся в косм. лучах частицы (ядра) с зарядами до 92 и более могут быть результатом фрагментации сверхтяжёлых ядер (из "островов стабильности"), неизвестных в земных условиях.
Это - свидетельство того, что частицы сверхвысоких энергий более 10^19 эВ могут не быть фотонами или протонами-альфа и другими известными частицами, движущимися с околосветовой скоростью, а являться протон-нейтронными кластерами (ядрами). Скорость их при той же энергии тогда может быть вполне реальной для того, чтобы не изобретать новые "ускорители частиц в космосе" - порядка 0,01C - 30000 км/сек. Источниками их могут быть процессы в нейтронных звёздах, например.

13
Leonid3182 · 08-03-2016

geolux, не в ладах с арифметикой :-(
Масса протона (нейтрона) ~1,67-27 кг, куча из 100 шт весит 1,67E-25 кг, и чтобы такая масса имела энергию в 1 джоуль, она должна иметь скорость от световой 32 девятки после нуля, но никак не 0.1 световой (тем более 0.01). Для одного протона 36 девяток после нуля.
Напомню, что по ОТО инерционная масса M=Mo/КОРЕНЬ(1-V^2/C^2), а кинетическая энергия E=M*V^2/2.

14
elena184 · 08-03-2016

Интересно,какая последовательность энергий у них?Ну,первая кинетическая понятно.Какие элементы они рождают при этом?

15
Leonid3182 · 08-03-2016

elena, с праздником!
Частицы и рождаются любые (какую ни назовите, она в ливне встретится), и в большом количестве :-)
Эх, у меня тоже не лады с арифметикой, вместо деления на два, умножил на два :-(
Куча из сотни протонов/нейтронов с энергией 10^19 электроновольт (~1 джоуль) должна иметь скорость с восемью (а не с 32) девятками после нуля, а один протон той же энергии -- с десятью девятками.

16
geolux130 · 08-03-2016

Leonid3 , не спорю, может быть, кто-то и не в ладах с арифметикой. Здесь ПОРЯДОК величин можно прикинуть, не призывая на помощь ни Джоуля-Ленца, ни Эйнштейна- Инфельда, ни других весьма заслуженных учёных. Энергия частиц космических лучей - это их кинетическая энергия , E= mv^2/2 и при околосветовой скорости. Если масса частицы больше в 100 раз, то при той же энергии v^2= v•v должно быть меньше тоже в 100 раз, а v - меньше в 10 раз. То есть для скоростей несколько меньше световой для таких протон-нейтронных кластеров - примерно 30000 км/сек.

17
Leonid3182 · 08-03-2016

geolux, ну тогда считаем не отходя от кассы:
Масса "кластера" из сотни протонов/нейтронов 1.67E-25 кг.
Скорость 30000 км/сек = 30000000 м/сек.
При такой скорости инерционная масса увеличится на 0.5%, т. е. в 1.005 раза.
Кинетическая энергия "кластера" E = m*v^2/2 :
E = 1.67E-25*1.005*30000000*30000000/2 = ~7.6E-14 джоуля = 472000 электроновольт, что в ДЕСЯТЬ ТРИЛЛИОНОВ раз меньше, чем максимальные 10^19 электроговольт :-(

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2024. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!