01:43:05

Nadir Görülen, Son Derece Enerjik Bir Kozmik Işının Gizemli Kökenleri Var

1991 yılında fizikçiler uzaydan Dünya’ya çarpan ve “OMG!" denmesini gerektirecek kadar büyük bir enerjiye sahip bir parçacık tespit ettiler. 320 kentilyon elektron volt ya da ekselektron volt ile saatte yaklaşık 100 kilometre hızla ilerleyen bir beyzbol topunun kinetik enerjisine sahipti…

Araştırmacılar 24 Kasım tarihli Science dergisinde, benzer enerjiye sahip yeni bir parçacığın bulunduğunu bildirdiler. 2021 yılında Delta, Utah yakınlarındaki Telescope Array deneyi tarafından tespit edilen parçacık yaklaşık 240 exaelectron voltluk bir enerjiye sahipti. Ve gizemli bir şekilde, bilim insanları parçacık için herhangi bir kozmik kaynak belirleyemiyorlar.

Telescope Array işbirliğinin eş sözcüsü, Salt Lake City’deki Utah Üniversitesi‘nden astroparçacık fizikçisi John Matthews, “Bu çok büyük, çok büyük miktarda bir enerji ama küçücük, küçücük, küçücük bir nesnede" diyor…

Kozmik ışınlar, geniş bir enerji aralığında uzayda hızla ilerleyen protonlar ve atom çekirdeklerinden oluşur. Enerjileri 100 ekselektron voltun üzerinde olan parçacıklar son derece nadirdir: Bilim insanlarının tahminlerine göre ortalama olarak her yüzyılda Dünya yüzeyinin bir kilometrekaresine böyle bir parçacık düşmektedir. Ve 200 exaelektron voltun üzerindeki parçacıklar daha da nadirdir – daha önce bu tür parçacıklardan sadece birkaçı tespit edilmiştir.

Bir kozmik ışın Dünya’ya çarptığında, atmosferdeki bir atomun çekirdeği ile çarpışır ve Dünya yüzeyinde tespit edilebilen diğer parçacıklardan oluşan bir çağlayan oluşturur.

En nadir, en yüksek enerjili parçacıkları yakalamak için bilim insanları dev dedektör dizileri inşa ederler. Telescope Arrey, yüklü bir parçacık tarafından vurulduğunda ışık yayan plastik sintilatör malzemeden yapılmış 500’den fazla dedektör kullanarak 700 kilometrekarelik bir alanı izler. İlave dedektörler, parçacık yağmuru tarafından gökyüzünde üretilen ultraviyole ışığı ölçer – ancak bu dedektörler yeni bildirilen parçacığın gelişi sırasında çalışmıyordu. Sintilatör dedektörlerinin tek tek parçacık yağmuruna tutulduğu zamanlara dayanarak, bilim insanları gelen kozmik ışının yönünü belirleyebilir ve bu bilgiyi kullanarak onu kökenine kadar izleyebilirler.

Son derece yüksek enerjili kozmik ışınlar Samanyolu’nun dışından gelir, ancak kesin kaynakları bilinmemektedir. Çoğu bilim insanı bunların, bazı süper kütleli kara deliklerin etrafındaki bölgelerden fışkıran radyasyon jetleri veya çılgın bir hızla yıldız oluşturan yıldız patlaması galaksileri gibi şiddetli kozmik ortamlarda hızlandığını düşünüyor.

Kökenleri ne olursa olsun, parçacıklar nispeten yakın kozmik çevreden gelmelidir. Çünkü en yüksek enerjili kozmik ışınlar seyahat ederken, Büyük Patlama’nın artçı ışıması olan kozmik mikrodalga arka planıyla etkileşime girerek enerji kaybederler.

Parçacığın konumunun izini sürmek karmaşıktır. Santa Cruz’daki California Üniversitesi‘nde ve Japonya’daki RIKEN araştırma enstitüsünde astropartikül fizikçisi olan Telescope Array işbirlikçisi Noémie Globus, “Sorun şu ki, Dünya’da yüksek enerjili bir kozmik ışın tespit ettiğinizde, elde ettiğiniz varış yönü kaynağı göstermeyecektir çünkü yoluna çıkacak herhangi bir manyetik alan tarafından saptırılacaktır" diyor.

Samanyolu ve çevresindeki manyetik alanlar kozmik ışınları sisin ışığı dağıtması gibi dağıtır. Parçacığı yuvasına kadar takip edebilmek için bilim insanlarının bu saçılmayı hesaba katması gerekiyor. Ancak bu geri izleme, şiddetli süreçlerin devam ettiği galaksiler bir yana, çok az galaksinin bulunduğu bir uzay bölgesi olan kozmik bir boşluğu işaret etti.

Yunanistan’ın Kandiye kentindeki Girit Üniversitesi‘nden astrofizikçi Vasiliki Pavlidou, bu parçacığın özellikle ilginç olduğunu söylüyor. “Aslında hiçbir şeye işaret etmiyor, kesinlikle hiçbir yerin ortasında."

Bu da bilim insanlarının bir şeyleri kaçırdığına işaret ediyor olabilir. Araştırmada yer almayan Pavlidou, örneğin, araştırmacıların galaksinin manyetik alanlarını daha iyi anlamaları gerekebileceğini söylüyor.

“Bu çok yüksek enerjili olaylardan birine her sahip olduğunuzda, çok nadir oldukları için, bu büyük bir olaydır."

Bu içeriği beğendiyseniz lütfen çevrenizle paylaşınız…